JP4963726B2 - Surface illumination device and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、棒状光源から入射した光を光射出面に略平行な方向に拡散して光射出面からより均一な照明光を射出する透明な導光板を備える面状照明装置および液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a planar illumination device and a liquid crystal display device including a transparent light guide plate that diffuses light incident from a rod-shaped light source in a direction substantially parallel to the light emission surface and emits more uniform illumination light from the light emission surface. About.
液晶表示装置には、液晶パネル(LCD)の裏面側から光を照射し、液晶パネルを照明するバックライトユニットが用いられている。現在、大型の液晶テレビのバックライトユニットは、いわゆる直下型と呼ばれる方式が主流である(例えば、特許文献1参照)。直下型のバックライトユニットは、光源である冷陰極管を液晶パネルの背面に複数本配置した構成を有しており、冷陰極管が配置される筐体の内部を白色の反射面として液晶パネルを照明している。
しかしながら、本方式において光量分布を均一にするためには、原理的には、液晶パネルに垂直方向の厚みが30mm程度必要とされる。近年、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化が要望されているが、上述した直下型のバックライトユニットでは、その厚さを10mm以下の厚みにすると光量ムラが発生するため、薄型化には限界があった。
A liquid crystal display device uses a backlight unit that irradiates light from the back side of a liquid crystal panel (LCD) to illuminate the liquid crystal panel. At present, the so-called direct type is the mainstream for backlight units of large-sized liquid crystal televisions (see, for example, Patent Document 1). The direct type backlight unit has a configuration in which a plurality of cold cathode tubes, which are light sources, are arranged on the back surface of the liquid crystal panel, and the inside of the casing in which the cold cathode tubes are arranged has a white reflecting surface as a liquid crystal panel Lighting up.
However, in order to make the light quantity distribution uniform in this method, in principle, the liquid crystal panel requires a thickness of about 30 mm in the vertical direction. In recent years, thinning, low power consumption, and large size of liquid crystal display devices have been demanded. However, in the direct backlight unit described above, when the thickness is 10 mm or less, unevenness in the amount of light occurs. There was a limit to reducing the thickness.
薄型化を実現するバックライトユニットとして、サイドライト型と呼ばれるバックライトユニットが知られている。サイドライト型のバックライトユニットは、照明用の光源と、矩形状の光射出面を有する板状の導光板とを備え、導光板の側面に光源を配置した構造を有している。このようなサイドライト型のバックライトユニットでは、光源の光を導光板の側面から内部に取り入れて、光出射側と反対側の面で光を反射させつつ伝搬させて、光出射側(液晶パネルが配置される側)の面から出射させることによって液晶パネルを照明する。サイドライト型のバックライトユニットは、光源を導光板の側面に配置した構造であるため、直下型のバックライトユニットに比べて薄型化を実現することができる。サイドライト型のバックライトユニットでは、輝度の向上と導光板から放射される光の均一化のためにプリズムシートや拡散シートなどの光学部品が設けられている。 As a backlight unit that realizes a reduction in thickness, a backlight unit called a sidelight type is known. The sidelight type backlight unit includes a light source for illumination and a plate-shaped light guide plate having a rectangular light exit surface, and has a structure in which the light source is arranged on the side surface of the light guide plate. In such a sidelight-type backlight unit, light from a light source is taken in from the side surface of the light guide plate and propagated while reflecting the light on the surface opposite to the light emitting side. The liquid crystal panel is illuminated by emitting light from the surface on the side where the liquid crystal is disposed. Since the sidelight type backlight unit has a structure in which the light source is arranged on the side surface of the light guide plate, it can be made thinner than the direct type backlight unit. In the sidelight type backlight unit, optical components such as a prism sheet and a diffusion sheet are provided in order to improve luminance and make light emitted from the light guide plate uniform.
このようなサイドライト型のバックライトユニットの一つとして、照明用の光源の側面に導光板を配置したユニットを複数配列した、いわゆる、タンデム型と呼ばれる方式が知られている(例えば、特許文献2参照)。この方式は、複数の導光板を連結させると共に導光板の側面から光を入射させることで、バックライトユニットを薄型にすることができる。しかしながら、この方式は、直下型のバックライトユニットに比べて光の利用効率が低いため、高輝度な光を射出させるためには高い電力が必要である。
そこで、液晶表示装置の薄型化、低消費電力化、大型化を実現するために種々の形状の導光板が提案されている(特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6及び特許文献7参照)。
As one of such sidelight type backlight units, a so-called tandem type system is known in which a plurality of units each having a light guide plate arranged on the side surface of an illumination light source are arranged (for example, Patent Documents). 2). In this method, the backlight unit can be made thin by connecting a plurality of light guide plates and allowing light to enter from the side surfaces of the light guide plates. However, since this method has lower light utilization efficiency than a direct backlight unit, high power is required to emit high-luminance light.
Therefore, light guide plates having various shapes have been proposed in order to realize thinning, low power consumption, and large size of liquid crystal display devices (Patent Document 3,
図30は、特許文献3に開示された導光板100を有する面光源装置の概略断面図である。
同図に示す面光源装置(バックライトユニット)は、導光板100に蛍光ランプ102を埋め込んだ後、導光板100の背面に反射シート104を配置し、導光板100の出射面に透過光量補正シート106、光拡散板108、プリズムシート110を積層することで形成される。
導光板100は、略長方形形状を有し、照明光を拡散する微粒子が分散混入された樹脂を用いて形成されている。また、導光板100の上面は平坦になっており、出射面に割り当てられる。さらに、導光板100の背面(出射面と反対側の面)には蛍光ランプ102を埋め込む断面U字状の溝100aが形成され、導光板100の出射面には、蛍光ランプ102の真上を避けて、照明光の出射を促す光量補正面100bが形成されている。
このように、特許文献3には、微粒子を混入して導光板100を形成すると共に、蛍光ランプ102の真上を除いた出射面の一部または全部に形成した光量補正面100bにより照明光の出射を促すことにより、全体の厚さを薄型化し、かつ出射光の不自然な輝度ムラを低減できることが記載されている。
FIG. 30 is a schematic cross-sectional view of a surface light source device having a
In the surface light source device (backlight unit) shown in the figure, after the
The
As described above, in Patent Document 3, the
また、特許文献4には、バックライトの照射量を減らすことなく、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化およびコスト・消費電力の低減化を実現することができる液晶表示装置のバックライトを得るために、長方形の照射面と、短辺の中央部に長辺と平行にくり抜かれた、光源を嵌挿するための矩形断面の溝と、この溝を挟んで長辺の両側面方向に向かって板厚が次第に薄くなるように形成された背面とを有する導光板が開示されている。
また、特許文献5には、液晶表示装置の額縁を狭くし、厚みを薄くすることができ、光利用効率がよく明るいバックライトユニットを得るために、光源を配置するための凹部の幅方向に平行な断面の形状が、深さ方向を主軸とする放物線形状である導光体(導光板)が開示されている。
Further,
In
さらに、特許文献6には、表示パネルの面内の明るさを均一に保ち、高輝度な照明をするために、ハの字状の高反射層上に、順次屈折率が高くなるように複数の板状光導波層を積層し、その各光出射端面から出射する光で光拡散層を明るくする導光板が開示されている。ここで、光源を配置するための凹部は、三角形形状である。
Further, in
また、特許文献7では、液晶バックライトを壁掛けテレビの大型液晶表示面用に改良する為に、複数の導光板を並列に配置し、導光板間に所定数の線状光源を配置して高輝度にして高均一の大型の背面照明を実現している。 Further, in Patent Document 7, in order to improve the liquid crystal backlight for a large liquid crystal display surface of a wall-mounted television, a plurality of light guide plates are arranged in parallel, and a predetermined number of linear light sources are arranged between the light guide plates. It achieves a large and uniform large-sized backlight with high brightness.
上記各特許文献に開示された導光板は、液晶表示装置の薄型化、小型軽量化、低消費電力化、低コスト化などのいくつかを図るためのものであるが、いずれもその中央部に1つまたは複数の溝が設けられ、その溝に棒状光源を収納する構成とされ、好ましくは、溝部から端面に向かって板厚が次第に薄くなるように形成されおり、薄型化を達成している。 The light guide plates disclosed in each of the above patent documents are intended to achieve some of the thinning, size and weight reduction, power consumption, cost reduction, etc. of the liquid crystal display device. One or a plurality of grooves are provided, and a rod-shaped light source is accommodated in the grooves, and preferably, the plate thickness is gradually reduced from the groove portion toward the end surface to achieve a reduction in thickness. .
しかしながら、特許文献3に開示の導光板100では、光源(蛍光ランプ)102の真上を避けてその出射面表面に粗面やマイクロプリズム面などの光量補正面100bを形成して、出射面に対して臨界角以上の角度で入射する照明光の出射を促しているが、図29に示されるように、点線で示される光量補正面を持たない導光板からの照明光の輝度N1に対する、実線で示される光量補正面100bを持つ導光板100からの照明光の輝度N2の向上効果は少しであるので、光量補正面100bによる輝度の向上効果は大きくはなく、光源光の利用効率が低く、光源光の拡散が不十分なため、均一かつ高輝度な光を出射面から出射することができないという問題点がある。
However, in the
また、特許文献3に開示の導光板100では、断面形状が円形である溝100aに光源(蛍光ランプ)102を埋め込んでおり、図31に示すように、光源102による輝度ピークはそのまま残存するので、面光源装置として用いるためには、導光板の出射側に配置される透過光量補正シート106、光拡散板108およびプリズムシート110などを用いて、出射面での不自然な輝度むらを除く必要があるし、そのため面光源装置のコストがアップするという問題がある。
In the
また、特許文献4に開示の液晶表示装置のバックライトでは、導光板の背面を傾斜させることにより生じた隙間に電子回路基板上の部品を配置することにより、安価で消費電力が低く、液晶表示装置の小型軽量化や薄型化を達成することができるが、導光板の出射面から出射される照明光のむらについては全く考慮されていない。
Further, in the backlight of the liquid crystal display device disclosed in
また、特許文献5に開示の液晶表示装置のバックライトユニットでは、導光体(導光板)に設けられる溝上の凹部の断面形状を放物線とすることにより、導光体での光の拡散がほぼ均一になる導光体への光の入射が行われ、光の利用効率を高めることができるとしているが、導光体の出射面から出射される光のむらについては全く考慮されていない。
また、特許文献6に開示の導光板では、複数の板状光導波板を積層する複雑な構造であるため、従来に比し輝度の減衰を少なくし均一な輝度を得ることが可能となり照明効果に優れるものとなるとしているが、製造コストが高くなるという問題点がある。
Further, in the backlight unit of the liquid crystal display device disclosed in
In addition, the light guide plate disclosed in
また、特許文献7に開示の導光板では、線状光源の直上部分で輝度が上昇する為に、線状光源の光源光の透過を抑制する透過抑制パターンを設けなければならないし、線状光源からの光は導光板の内部で、一方の端部から他方の端部に向かって面内方向に透過するために次第に光量が減衰してしまい、高輝度化には不十分であった。 In addition, in the light guide plate disclosed in Patent Document 7, since the luminance increases immediately above the linear light source, a transmission suppression pattern that suppresses transmission of light from the linear light source must be provided, and the linear light source Since the light from the light is transmitted in the in-plane direction from one end to the other end inside the light guide plate, the amount of light gradually attenuates, which is insufficient for increasing the brightness.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、本発明の第1の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、光の利用効率が高く、より均一でむらの少ないかつより高輝度な照明光を出射することのでき、また、大サイズの照明表面とすることができ、または、壁掛けテレビなどの液晶表示装置のバックライトとして適用することができる面状照明装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to be thin, lightweight, and manufactured at a lower cost. It can emit light with higher light utilization efficiency, more uniformity, less unevenness and higher brightness, and can be used as a large-sized illumination surface, or a liquid crystal display such as a wall-mounted TV An object of the present invention is to provide a planar lighting device that can be applied as a backlight of the device.
また、本発明の第2の課題は、上記従来技術の問題点を解消し、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、光の利用効率が高く、より均一でむらの少ない、かつより高輝度な表示を行うことができ、また、大サイズの表示画面とすることができ、あるいは、壁掛けテレビなどの壁掛け型とすることができる液晶表示装置を提供することにある。 In addition, the second problem of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is thin and lightweight, can be manufactured at a lower cost, has high light utilization efficiency, is more uniform, and has less unevenness. It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device that can perform display with higher brightness, can be a large-sized display screen, or can be a wall-mounted type such as a wall-mounted television.
上記第1の課題を解決するために、本発明の第1の態様は、矩形状の外形を有し、その一辺に略平行に凹部が形成された光射出面と、前記一辺に略平行で矩形状光射出面の略中央部に位置する厚肉部と、前記厚肉部に略平行に形成される1対の薄肉端部と、前記厚肉部の略中央で、前記矩形状光射出面と逆側に、前記一辺と略平行に形成され、棒状光源を収納するための平行溝と、前記厚肉部から前記一辺に略直交する直交方向に両側の前記1対の前記薄肉端部のそれぞれに向かって肉厚が薄くなり、前記平行溝の両側にそれぞれ1対の傾斜背面を形成する1対の傾斜背面部と、を有する透明な導光板と、前記導光板の前記平行溝に収納される棒状光源と、前記平行溝を塞ぐように前記棒状光源を背後に設けられるリフレクタと、前記導光板の前記厚肉部の両側の前記傾斜背面部の前記傾斜背面に取り付けられる反射シートと、前記導光板の前記矩形状光射出面上に配置される拡散シートと、前記導光板の前記矩形状光射出面上に積層される網点シートと、前記網点シートと平行に所定の間隔だけ離れて配置される網点プレートと、を有し、照明光の輝度むらの発生を効果的に抑制するために、前記網点シートの網点パターンを、高周波の輝度むらを抑制するためのパターンで構成し、前記網点プレートの網点パターンを、低周波の輝度むらを抑制するパターンで構成することを特徴とする面状照明装置を提供する。 To solve the above first problem, the first state like the present invention has a rectangular outer shape, and a light exit surface having a concave portion formed substantially parallel to one side, substantially parallel to the one side The rectangular light exit surface at a substantially central portion of the rectangular light emitting surface, a pair of thin end portions formed substantially parallel to the thick portion, and the rectangular light at a substantially central portion of the thick portion. on the exit surface on the opposite side, the side substantially parallel to form a parallel groove for accommodating the rod-shaped light sources, the thin end of the pair of opposite sides in the orthogonal direction substantially orthogonal to the one side from the thick portion thickness towards the respective parts becomes thin, the the inclined rear portions of the pair forming the inclined rear planes of each pair on either side of the parallel grooves, and a transparent light guide plate to have a, the parallel of the light guide plate A rod-shaped light source housed in the groove, a reflector provided behind the rod-shaped light source so as to close the parallel groove, and the light guide plate A reflection sheet attached to the inclined back surface of the inclined back surface on both sides of the thick wall portion, a diffusion sheet disposed on the rectangular light emission surface of the light guide plate, and the rectangular light emission of the light guide plate In order to effectively suppress the occurrence of uneven brightness of illumination light, including a halftone dot sheet laminated on a surface, and a halftone dot plate arranged in parallel to the halftone dot sheet at a predetermined interval Further, the halftone dot pattern of the halftone dot sheet is configured with a pattern for suppressing high-frequency luminance unevenness, and the halftone dot pattern of the halftone plate is configured with a pattern for suppressing low-frequency luminance unevenness. A planar lighting device is provided.
また、本発明の面状照明装置においては、前記平行溝は、前記直交方向の断面形状において、前記矩形状光射出面に向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成され、前記直交方向の断面形状における前記平行溝の各輪郭線は、前記矩形状光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、前記頂点に近い先端側より、前記頂点から遠い前記平行溝の基端側の方が鋭角となるように構成したことを特徴とすることが好ましい。 In the planar illumination device of the present invention, the parallel grooves are formed by a pair of contour lines that intersect at the vertices with a narrower interval toward the rectangular light exit surface in the cross-sectional shape in the orthogonal direction. Each contour line of the parallel groove in the cross-sectional shape in the orthogonal direction has a portion where an inclination angle with respect to a line perpendicular to the rectangular light exit surface changes, and the apex side is closer to the apex than the apex side. It is preferable that the base end side of the parallel groove far from the center is formed with an acute angle.
また、前記1対の傾斜背面部は、前記棒状光源の軸を含み前記矩形状光射出面に対して垂直な面に対して対称であり、前記直交方向の断面形状における前記平行溝の1対の輪郭線は、前記平行溝の中心を含み且つ前記矩形状光射出面に垂直となる面に対して対称であり、前記平行溝の先端部分は、前記平行溝の前記直交方向の断面形状において、前記平行溝の前記矩形状光射出面に垂直な中心線に対して、前記矩形状光射出面に向かってその間隔が対称に狭くなることが好ましい。
また、前記矩形状光射出面における前記平行溝に相当する部分に形成される輝度のピーク値が、前記矩形状光射出面における前記傾斜背面に相当する部分に形成される輝度の平均値の3倍以下となるように、前記直交方向の断面形状における前記平行溝の先端形状の先細化を行うことが好ましい。
また、前記平行溝は、前記直交方向の断面形状における先端部分を構成する1対の先端面および基端部分を構成する1対の基端面で形成され、前記1対の先端面は、前記矩形状光射出面に対して垂直かつ前記棒状光源の中心を通過する線に対して所定角度の傾斜を有する線分で形成され、頂部が曲面形状で形成され、前記1対の基端面は、前記矩形状光射出面に対して垂直な線分または前記平行溝の中心に向かって凹状の曲線で形成され、さらに、前記1対の先端面の線分を延長した線と、前記矩形状光射出面と平行でかつ前記導光板の下端を通る線との交点と、前記1対の基端面の下端との間に平行面が設けられることが好ましい。
また、前記平行溝は、前記直交方向の断面形状における先端部分を構成する1対の先端面および基端部分を構成する1対の基端面で形成され、前記1対の先端面は、双曲線で形成され、前記1対の基端面は、前記矩形状光射出面に対して垂直な線分または前記平行溝の中心に向かって凹状の曲線で形成され、さらに、前記1対の先端面の双曲線を延長した線と、前記矩形状光射出面と平行でかつ前記導光板の下端を通る線との交点と、前記1対の基端面の下端との間に平行面が設けられることが好ましい。
また、前記平行溝は、前記直交方向の断面形状における先端部分を構成する1対の先端面および基端部分を構成する1対の基端面で形成され、前記1対の先端面は、双曲線で形成され、前記1対の基端面は、前記矩形状光射出面に対して垂直な線分で形成されることが好ましい。
Further, the pair of inclined rear surface portions are symmetrical with respect to a plane that includes the axis of the rod-shaped light source and is perpendicular to the rectangular light exit surface, and a pair of the parallel grooves in the cross-sectional shape in the orthogonal direction. The outline of the parallel groove is symmetric with respect to a plane that includes the center of the parallel groove and is perpendicular to the rectangular light exit surface, and a tip portion of the parallel groove has a cross-sectional shape in the orthogonal direction of the parallel groove. It is preferable that the interval between the parallel grooves is symmetrically narrower toward the rectangular light exit surface with respect to a center line perpendicular to the rectangular light exit surface.
In addition, the luminance peak value formed in the portion corresponding to the parallel grooves on the rectangular light emitting surface is 3 of the average value of luminance formed in the portion corresponding to the inclined back surface on the rectangular light emitting surface. It is preferable to taper the tip end shape of the parallel groove in the cross-sectional shape in the orthogonal direction so as to be less than double.
The parallel grooves are formed by a pair of distal end surfaces constituting a distal end portion and a pair of proximal end surfaces constituting a proximal end portion in the cross-sectional shape in the orthogonal direction, and the pair of distal end surfaces are formed by the rectangular shape. Formed by a line segment having a predetermined angle with respect to a line perpendicular to the shape light exit surface and passing through the center of the rod-shaped light source, the top is formed in a curved shape, and the pair of base end surfaces are A line segment perpendicular to the rectangular light exit surface or a curved line that is concave toward the center of the parallel groove, and further extends a line segment of the pair of tip surfaces, and the rectangular light exit It is preferable that a parallel surface is provided between the intersection of the line parallel to the surface and passing through the lower end of the light guide plate and the lower end of the pair of base end surfaces.
The parallel grooves are formed by a pair of distal end surfaces constituting a distal end portion and a pair of proximal end surfaces constituting a proximal end portion in the cross-sectional shape in the orthogonal direction, and the pair of distal end surfaces are hyperbolic. The pair of base end surfaces are formed by a line segment perpendicular to the rectangular light exit surface or a concave curve toward the center of the parallel groove, and further, a hyperbola of the pair of distal end surfaces It is preferable that a parallel plane is provided between an intersection of a line extending from the line, a line parallel to the rectangular light exit surface and passing through the lower end of the light guide plate, and a lower end of the pair of base end surfaces.
The parallel grooves are formed by a pair of distal end surfaces constituting a distal end portion and a pair of proximal end surfaces constituting a proximal end portion in the cross-sectional shape in the orthogonal direction, and the pair of distal end surfaces are hyperbolic. Preferably, the pair of base end surfaces are formed by line segments perpendicular to the rectangular light exit surface.
また、前記導光板を1つの導光板ブロックとして、複数個の導光板ブロックからなり、それぞれの前記導光板ブロックの前記薄肉端面が互いに連結されていることを特徴とする面状照明装置を提供する。 Further, there is provided a planar illumination device characterized in that the light guide plate is a single light guide plate block, which is composed of a plurality of light guide plate blocks, and the thin end surfaces of the light guide plate blocks are connected to each other. .
また、前記凹部は、前記矩形状光射出面の輝度むら発生領域に形成され、前記矩形状光射出面は、前記凹部を形成する曲面と、その両側に位置する2平面と、からなることが好ましい。 The concave portion is formed in a luminance unevenness generation region of the rectangular light emitting surface, and the rectangular light emitting surface includes a curved surface forming the concave portion and two flat surfaces located on both sides thereof. Is preferred .
また、前記網点シートは、可撓性を有し、前記導光板の前記矩形状光射出面をなす前記曲面と前記2平面上に密着して配置されることが好ましい。 Also, the dot sheet is flexible, wherein said curved surface forming the rectangular light exit plane of the light guide plate be disposed in close contact on two planes preferable.
また、上記第2の課題を解決するために、本発明の第2の態様は、本発明の第1の態様に従う面状照明装置と、前記面状照明装置の光射出面側に配置される液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを駆動する駆動ユニットと、を有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。 Moreover, in order to solve the said 2nd subject, the 2nd aspect of this invention is arrange | positioned at the light emission surface side of the planar illuminating device according to the 1st aspect of this invention, and the said planar illuminating device. A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal display panel; and a drive unit for driving the liquid crystal display panel.
本発明の第1の態様によれば、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、光の利用効率が高く、より均一でむらの少ない、かつより高輝度な照明光を出射することができ、また、照明表面を大サイズとすることができ、または、壁掛けテレビなどの液晶表示装置に適用することができる面状照明装置を提供することができる。 According to a first aspect of the present invention, a lightweight thin type can be manufactured at lower cost, high utilization efficiency of light, less unevenness in a more uniform and higher intensity illumination light It is possible to provide a planar illumination device that can emit light, have a large illumination surface, or can be applied to a liquid crystal display device such as a wall-mounted television.
また、本発明の第2の態様によれば、上記第1の態様の面状照明装置を用いることにより、薄型で軽量であり、より低コストで製造することができ、光の利用効率が高く、より均一でむらの少ない、かつより高輝度な表示を行うことができ、また、その表示画面を大サイズとすることができ、あるいは、壁掛けテレビなどの壁掛け型とすることができる液晶照明装置を提供することができる。 Moreover, according to the 2nd aspect of this invention, it is thin and lightweight by using the planar illuminating device of the said 1st aspect, can be manufactured at lower cost, and the utilization efficiency of light is high. Liquid crystal lighting device that can display more uniform, less unevenness, and higher brightness, can have a large display screen, or can be a wall-mounted type such as a wall-mounted TV Can be provided.
以下、本発明の面状照明装置および液晶表示装置について、添付の図面に示される好適な態様を基に、詳細に説明する。 Hereinafter, the planar illumination device and a liquid crystal display device of the present invention, based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings and will be described in detail.
図1に、導光板18を複数並列して構成した本発明の第1の態様の面状照明装置2(以下、バックライトユニットともいう)の概略断面図を示す。このような面状照明装置2は、本発明の第2の態様の液晶表示装置のバックライトユニットとして用いられる。図2(a)および(b)には、図1に示したバックライトユニット2の一つの導光板18の部分と、そのバックライトユニット2を用いた液晶表示装置10の概略部分斜視図と概略部分断面図を示す。図2(a)および(b)に示すように、液晶表示装置10は、基本的に、バックライトユニット2と、バックライトユニット2の光射出面側に配置される液晶表示パネル4と、それらを駆動するための駆動ユニット6とを有する。
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a planar illumination device 2 (hereinafter also referred to as a backlight unit) according to the first aspect of the present invention in which a plurality of
図2(a)及び(b)に示した液晶表示装置において、液晶表示パネル4には、例えば、GH,PC,TN,STN,ECB,PDLC,IPS(In−Plane Switching),VA(Vertical Aligned)方式の各種(MVA,PVA,EVA)、OCB、強誘電性液晶、反強誘電性液晶などの液晶表示モードに従う液晶表示パネルを利用することができる。また、液晶表示パネル4の駆動方式も特に限定されず、単純マトリクス方式、アクティブマトリックス方式など既に知られた駆動方式を利用することができる。
In the liquid crystal display device shown in FIGS. 2A and 2B, the liquid
バックライトユニット2は、液晶表示パネル4の背後から、液晶表示パネル4の全面に均一な光を照射するための面状照明装置であり、液晶表示パネル4の画像表示面と略同一サイズの光射出面(発光面)を有する。バックライトユニット2は、図2に示すように、基本的には、光源12と、拡散シート14と、2枚のプリズムシート16および17と、導光板18と、リフレクタ20と、反射シート22とを有する。
The
このバックライトユニット2の駆動方法は、特に限定されず、例えば、周囲の環境を監視して輝度変調を行うように駆動させてもよい。例えば、外光センサを設けて周囲の明るさを検出したり、温度センサを設けて周囲の温度を検出したりすることによって、明るさ又は温度に応じて輝度を変調させてもよい。また、バックライトユニット2の駆動方式も特に限定されず、例えば、R(赤)、G(緑)、B(青)の各光源(例えば、LED光源)を用いるとともに、それら各光源を液晶表示パネル4の表示に合わせて順次点灯させるフィールドシーケンシャル方式により駆動させてもよいし、液晶の走査表示に合わせて順次又は同時に発光又は消灯させる間欠点灯方式により駆動させてもよい。フィールドシーケンシャル方式を用いてバックライトユニット2を駆動させれば、R、G、Bの各カラーフィルタを除去することができるので、カラーフィルタによる光量の損失を解消することができる。また、間欠点灯方式に従って光源を短時間点灯させれば、動画の表示性能を向上させることが可能となる。
以下、バックライトユニット2の構成部品について説明する。
The driving method of the
Hereinafter, components of the
まず、導光板18について説明する。図3には、光源12が収容された状態の導光板の模式的断面図を示した。
図3における導光板18は、本発明に従う面状照明装置に備えられる導光板である。導光板18は、矩形状の光射出面18aと、その一辺に平行な厚肉部18bと、この厚肉部18bの両側に前記一辺に平行に形成される一対の薄肉端部18cと、厚肉部18bから前記一辺に直交する方向に両側の薄肉端部18cに向かって肉厚が薄くなり、傾斜面18dを形成する1対の傾斜背面部18eと、厚肉部18bに前記一辺に平行に形成される光源12を収納するための平行溝18fとを有する。
導光板18は、表面の外形形状が矩形状の平板であり、透明樹脂により形成されている。導光板18は、一方の面が光を射出するための光射出面18aを構成し、他方の面が、厚肉部18bから両側に、一方の辺に向かうにしたがって板厚が薄くなるように、一方の面に対して傾斜して1対の傾斜面18dを構成している。ここでは、傾斜面18dを平面として形成しているが、曲面としてもよい。
First, the
The
The
図3に示すように、本実施形態において、導光板18は、光射出面18aに凹部18kが形成されている。すなわち、導光板18の光射出面18aは、図3に示すように、導光板の幅方向(光射出面に平行で、平行溝と垂直な方向)において、略中央に位置する曲面領域Wcと、その曲面領域Wcを挟むように位置する2つの平面領域Wfとによって構成されている。凹部18kは、導光板18の幅方向において一定の幅で形成されている。また、凹部18kは、中央部に向かうに従って次第に深くなるように形成されている。
このような凹部18kは、平坦な光射出面を有する導光板18の光射出面の輝度を測定したときに、導光板18の光射出面18aにおいて、視認されるような輝度むらが発生する領域(以下、輝度むら発生領域という)に形成される。ここで、輝度むらとは、光射出面上における任意の2点間の輝度の差分を意味し、例えば、導光板の光射出面上の任意の点x1とx2の距離をdx(mm)とし、点x1における輝度をB1(cd/m2)、点x2における輝度をB2(cd/m2)として、2点間の輝度の差分をdBとしたときに、dB/dxで定義することができる。
このような凹部18kを導光板18の光射出面18aの、視認されてしまう輝度むらが発生する領域に形成することにより、その光射出面上に配置されるバックライトユニット用のフィルム部材(図2(a)及び(b)ではプリズムシート16)との間に空間が確保される。その結果、凹部18kから出射する光は、凹部18kと、その上に配置される部材との間に形成された空間においてミキシングされて拡散される。すなわち、輝度むらの発生する領域から出射する光が散乱される。このため、この導光板18を備えるバックライトユニット2(面状照明装置)は視認される輝度むらの発生が低減される。
As shown in FIG. 3, have you to this embodiment, the
Such a
By forming such a
光射出面18aの凹部18kの形状としては、輝度むら発生領域に応じて光射出面18aに高低差が形成されるのであれば、どのような形状でもよく、好ましい形状としては、図3に示したような、平行溝18fの長さ方向に垂直な平面で切断したときの断面形状が円弧状の形状である。
このような導光板18の光射出面18aの上に配置される光学部品は、凹部18aの、導光板18の幅方向の両側に位置する平面部18mと接触して支持されることができる。光学部品は、凹部18kの領域で自重によってたるんだりしないような、ある程度剛性を有する部材であってもよいし、光射出面18aにおける輝線の発生を抑制するために光射出面18aに密着して配置されるような可撓性を有する部材(例えば、網点シート)であってもよい。図4には、導光板18の光射出面18aの上に網点シート32を積層した例を示した。図4に示すように、網点シート32は、光射出面18aに実質的に密着するように設けられており、凹部18kが形成されている領域では、凹部18kの形状に沿って配置されている。このように導光板18の光射出面18a上に網点シート32を形成した場合は、網点シート32の凹部32aの位置と、その上に配置される光学部材との間に形成される空間によって、網点シート32を介して出射した光がミキシングされて拡散される。すなわち、導光板18の光射出面18aから出射する面状の照明光は、網点シート32で輝度むらの発生が抑制されつつ、更に、凹部32aにより形成される空間のミキシング効果によって、より一層効果的に輝線の発生が抑制される。このように、本発明において、導光板は、光射出面における輝度むら発生領域を他の領域よりも窪ませて、光射出面に高低差を形成することによって、輝度むらの発生を抑制している。
The shape of the
The optical component disposed on the
また、導光板18においては、他方の面において、傾斜面18dと基端面18iとの間に光射出面18aに平行な平行面18gが形成されている。すなわち、この導光板18の厚肉部18bにおいては、傾斜面18dから延在する平行面18gが設けられている。本発明においては、このような平行面18gは、必ずしも設ける必要はないが、光の利用効率を向上させることができるので、設けるのが好ましい。
In the
導光板18の厚肉部18bの光射出面18aと反対側には、光源12を収容するための平行溝18fが長手方向に延在して形成されている。平行溝18fの深さは、光源12の一部が導光板18の下面からはみ出さないように決定されることが好ましく、光源12の寸法や導光板18の機械的強度、経時変化を考慮して決定することが好ましい。また導光板18の厚肉部18bや薄肉端部18cの厚みは、光源12の寸法に応じて任意に変更することができる。ここで、導光板18の平行溝18fは、導光板18の長手方向に対して垂直な方向に形成してもよいが、平行溝18fに収容される光源12からの光利用効率を高めるためには長手方向に形成することが好ましい。
本実施形態においては、平行溝18fは、その先端部分を構成する1対の先端面18hおよび基端部分を構成する1対の基端面18iで形成され、光射出面18aに対する、先端面18hの傾斜より、基端面18iの傾斜の方が急峻である。すなわち、先端面18hの接平面が光射出面18aとなす角度の最大値、すなわち、最大傾斜角Φmより、基端面18iの接平面が光射出面18aとなす角度(傾斜角)Φnの方が大きい。
On the opposite side of the
In the present embodiment, the
図3に示す構造を有する導光板18において、その平行溝18fに配置された光源12から放射される光のうち、平行溝18fを形成する側面から導光板18の内部に入射した光は、導光板18の傾斜面18dで反射した後、光射出面18aから出射する。この時、導光板18の下面から一部の光が漏洩するが、その漏洩した光は、導光板18の傾斜面18d側に形成された反射シート22により反射して、再び導光板18の内部に入射して光射出面18aから出射する。こうして、導光板18の光射出面18aから均一な光が放射される。
なお、本発明においては、光射出面18aから射出される光を均一化するために、光射出面18aに対して平行で、平行溝に対して直角となる方向(奥行き方向)に光束が有効に届くように傾斜面18dの角度(テーパ)を制限している。すなわち、傾斜面18dの角度(テーパ)を、光源12から射出され、導光板18に入射した光束が傾斜面18d(裏面)で全反射するような角度にしている。
In the
In the present invention, in order to make the light emitted from the
図3において、導光板18の平行溝18fは、平行溝18fの長さ方向に垂直な断面形状において、その先端部分が三角形をなし、その基端部分が矩形をなし、全体として、光射出面18a側に凸のホームベース形状となるように形成されている。従って、平行溝18fの1対の先端面18hは、それぞれの一方の端部が互いに交わり、光射出面18aに対して垂直かつ光源の中心を通過する垂直面に対して、所定角度で傾斜して対称であり、その断面形状は、三角形の1つの頂点をなす所定角度の傾斜を有する2つの線分(斜辺)で形成されている。導光板18の平行溝18fの1対の基端面18iは、それぞれの一方の端部が1対の先端面18hのそれぞれの他方の端部に繋がり、上記垂直面に対して平行かつ対称であり、その断面形状は、三角形の残りの2つの頂点にそれぞれ接し、それぞれ導光板18の平行面18gに繋がる光射出面18aに対して垂直な線分で形成される。
In FIG. 3, the
本発明においては、導光板18の平行溝18fの形状は特に限定されるものではなく、種々の形状にすることができる。導光板18の平行溝18fの形状については、後で詳しく説明するが、導光板18の平行溝18fの断面形状を最適化することにより、光射出面18aにおける輝度むらを抑制することができる。それゆえ、平行溝18fの形状を最適な形状に設計するとともに、上述したように光射出面18aに凹部18kを形成することによって輝度むらの発生がより一層効果的に抑制される。それゆえ、このような導光板を用いてバックライトユニットを構成することにより、輝度むらの低減された照明光をバックライトユニットから出射させることができる。
In the present invention, the shape of the
本発明において、導光板18は、例えば、加熱した原料樹脂を押し出し成形や射出成形によって成形する方法、型中でモノマー、オリゴマー等を重合させて成形する注型重合法等を用いて製造することができる。導光板18の材料としては、例えば、PMMA(ポリメチルメタクリレート)などのアクリル系樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、ベンジルメタクリレートやMS樹脂、その他のアクリル系樹脂、あるいはCOP(シクロオレフィンポリマー)などの透明樹脂を用いることができる。また、透明樹脂には、光を散乱させるための微粒子を混入させても良く、これにより光射出面18aからの光の出射効率をより一層高めることができる。
And have you the present invention, the
以上、バックライトユニット2を構成する導光板18について説明した。
つぎに、図2(a)及び(b)を参照して光源12について説明する。
図2(a)及び(b)において、光源12は、細径の棒状の冷陰極管であり、液晶表示パネル4を照明するために用いられる。光源12は、導光板18に形成された平行溝18f内に配置され、光源駆動部を含む駆動ユニット6と接続されている。ここでは、光源12として冷陰極管を用いたが、本発明はこれに限定されず、棒状光源であれば、どのようなものでもよい。光源12としては、例えば、通常の蛍光管(熱陰極管)、LED(発光ダイオード)なども用いることもできる。
例えば、導光板18の平行溝18fと同等の長さを有する円柱状または角柱状の透明な導光体を用い、その導光体の上面および底面にLEDを配置したLED光源を光源12の代わりに用いても良い。このようなLED光源は、導光体の上面および底面からLEDの光を入射して導光体の側面からLEDの光を出射することができる。
The
Next, the
2A and 2B, a
For example, instead of the
続いて、バックライトユニット2の拡散シート14について説明する。
図2(a)及び(b)において、拡散シート14は、導光板18の光射出面18aから出射する光を拡散して均一化するためのものであり、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、ベンジルメタクリレートやMS樹脂、その他のアクリル系樹脂、あるいはCOP(シクロオレフィンポリマー)のような光学的に透明な樹脂からなる平板状部材に光拡散性を付与して形成される。その方法は特に限定されないが、例えば、上記平板状部材の表面に微細凹凸加工や研磨による表面粗化(以降これらを施した面を「砂擦り面」という。)を施して拡散性を付与したり、表面に光を散乱させるシリカ、酸化チタン若しくは酸化亜鉛等の顔料、又は、樹脂、ガラス若しくはジルコニア等のビーズ類をバインダとともに塗工したり、上記の樹脂中に光を散乱させる前述の顔料、ビーズ類を混練することで形成される。本発明において、拡散シート14としては、マットタイプやコーティングタイプの拡散シートを用いることができる。
本発明において、拡散シート14としては、上記の素材を用い、かつ、光拡散性を付与した厚み500μm以下のフィルム状部材を用いることも好ましい。
Next, the
2 (a) and 2 (b), the
In the present invention, as the
拡散シート14は、導光板18の光射出面18aから所定の距離だけ離して配置されることが好ましく、その距離は導光板18の光射出面18aからの光量分布に応じて適宜変更し得る。このように拡散シート14を導光板18の光射出面18aから所定の間隔だけ離すことにより、導光板18の光射出面18aから射出する光が、光射出面18aと拡散シート14の間で更にミキシング(混合)される。これにより、拡散シート14を透過して液晶表示パネル4を照明する光の輝度を、より一層均一化することができる。拡散シート14を導光板18の光射出面18aから所定の間隔だけ離す方法としては、例えば、拡散シート14と導光板18との間にスペーサを設ける方法を用いることができる。
特に、バックライトユニット2の厚みを少し厚くしてもよい場合には、導光板18の平行溝18fの断面形状によって、平行溝18fに相当する導光板18の光射出面18aにおける輝度のピーク値を十分に低減する必要はなく、部分的に低減するとともに拡散シート14と導光板18の光射出面18aとの間に間隙を設けて、拡散シート14から射出される照明光の輝度分布を均一にしても良い。また、導光板18の平行溝18fの断面形状の改良(平行溝の先端部分の先細化)に限界があり、平行溝18fに相当する導光板18の光射出面18aにおける輝度のピーク値を完全に低減できない場合や十分に低減できない場合にも、拡散シート14と導光板18の光射出面18aとの間に間隙を設けて、拡散シート14から射出される照明光の輝度分布を均一にしても良い。
The
In particular, when the thickness of the
つぎに、プリズムシート16及び17について説明する。
プリズムシート16および17は、複数のプリズムを平行に配列させることにより形成された透明なシートであり、導光板18の光射出面18aから出射する光の集光性を高めて輝度を改善することができる。プリズムシート16および17の一方は、そのプリズム列の延在する方向が導光板18の平行溝18fと平行になるように配置され、他方は垂直になるように配置されている。すなわち、プリズムシート16および17は、プリズム列の延在する方向が互いに垂直になるように配置されている。また、プリズムシート16は、プリズムの頂角が導光板18の光射出面18aと対向するように配置される。ここで、プリズムシート16および17の配置順序は、導光板の直上に、導光板の平行溝と平行な方向に延在するプリズムを有するプリズムシート16を配置し、そのプリズムシート16の上に、導光板18の平行溝18fと垂直な方向に延在するプリズムを有するプリズムシート17を配置しても良く、また、その逆でも良い。
Next, the
The
また、図示例では、プリズムシートを用いたが、プリズムシートの代わりに、プリズムに類する光学素子が規則的に配置されたシートを用いても良い。また、レンズ効果を有する素子、例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型などの光学素子を規則的に備えるシートをプリズムシートの代わりに用いることもできる。 In the illustrated example, a prism sheet is used, but a sheet in which optical elements similar to prisms are regularly arranged may be used instead of the prism sheet. In addition, a sheet that regularly includes an optical element such as a lens effect, for example, a lenticular lens, a concave lens, a convex lens, or a pyramid type can be used instead of the prism sheet.
本発明においては、更に、図5(a)および(b)に示すように、反射シート22と導光板18の光射出面18aと反対側の傾斜面18dとの間にもプリズムシート19を設けることが好ましい。図5(a)は、反射シート22と導光板18の傾斜面18dとの間にプリズムシート19が配置されている様子を示す概略断面図であり、図5(b)は、反射シート22と導光板18の傾斜面18dとの間に配置されているプリズムシート19を導光板側から見た概略平面図および概略横断面図である。反射シート22と導光板18の傾斜面18dとの間に設けられるプリズムシート19は、プリズム19aの延在する方向が導光板18の平行溝18fと垂直になるように配置されるとともに、プリズム19aの頂角が導光板18の傾斜面18dと対向するように配置することが好ましい。
In the present invention, as shown in FIGS. 5A and 5B, a
ここではプリズムシートを用いたが、プリズムシートと同様の効果を有する光学素子を用いても良く、レンズ効果を有する光学素子、例えばレンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型などの光学素子が規則的に配置されたシートを設けても良い。
なお、図示例においては、プリズムシート16および17、さらに好ましくはプリズムシート19を用いているが、導光板18の平行溝18fによる光射出面18aにおける輝度がより均一化されている場合には、プリズムシート19はもちろん不要であるし、プリズムシート16および17のどちらか一方、または両方を用いなくても良い。高価なプリズムシートの使用枚数を減らし、あるいは、プリズムシートの使用をやめることにより、装置コストを低減させることができる。
Although a prism sheet is used here, an optical element having the same effect as the prism sheet may be used, and an optical element having a lens effect, for example, an optical element such as a lenticular lens, a concave lens, a convex lens, or a pyramid type is regularly formed. Arranged sheets may be provided.
In the illustrated example, the
つぎに、図2(a)及び(b)を参照して反射シート22について説明する。
図2(a)及び(b)において、反射シート22は、導光板18の傾斜面18d(図中下面)から漏洩する光を反射して、再び導光板18に入射させるためのものであり、光の利用効率を向上させることができる。反射シート22は、導光板18の傾斜面18dを覆うように形成される。リフレクタ20は、導光板18の平行溝18fを塞ぐように光源12の背後に設けられる。リフレクタ20は、光源12の下面から光を反射して、導光板18の平行溝18fの側壁面から光を入射させることができる。
Next, the
2 (a) and 2 (b), the
反射シート22は、導光板18の傾斜面18dから漏洩する光を反射することができるのであれば、どのような材料で形成されてもよく、例えば、PETやPP(ポリプロピレン)等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、透明もしくは上記のような白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、あるいは表面に十分な反射性を有する金属薄板により形成することができる。また、リフレクタ20は、例えば、上記反射シート22と同じ素材、すなわち、表面に十分な反射性を付与した樹脂素材、金属箔もしくは金属板により形成することができる。
The
以上、本発明のバックライトユニット2の構成の一例について図面を用いて説明した。
つぎに、バックライトユニット2に用いられる導光板の他の構成例について図面を用いて説明する。
The example of the configuration of the
Next, it will be described with reference to the drawings another configuration example of the obtained that the light guide plate used in the
上述したように、図3においては、導光板の一例として、光射出面18aに凹部18を形成した導光板を示したが、本発明においては、図6に示すように、光射出面18aに凸部18pを有するように導光板118を構成してもよい。なお、図3では、導光板18の平行溝18fの断面形状をホームベース型の形状としているが、図6に示した導光板118(18A、18B及び18C)では、平行溝18fの断面形状を三角形の形状としている。しかし、棒状の光源が配置される平行溝18fの形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状にすることができ、図6に示したように光射出面18aに凸部18pを有する導光板であっても、図3と同様に、平行溝の断面形状をホームベース型にすることができる。
また、図6に示された導光板118は、3つの導光板18A、18B及び18Cを一体となるように成形することによって得られた導光板ブロックの例である。図6では、3つの導光板を一体に成形した構成を示しているが、2、又は4以上の導光板を一体に成形した構成とすることもできる。
As described above, in FIG. 3, the light guide plate in which the
The
図6において、導光板118の光射出面18aに形成される凸部18pは、平行溝18fと平行に、各導光板18A、18B及び18Cの境界部分に配置される。凸部18pは、図6に示すように、楕円を半分に切断したような上部が丸みを帯びた形状を有し、平行溝と平行な方向に一定の高さと幅で形成される。凸部18pの高さは特に限定されないが、導光板18の光射出面18aにおける輝度むらが、その上に配置されるフィルム部材によって十分低減できるような高さであればよい。また、凸部18pの形状も、特に限定されず、凸部18pの断面形状は、例えば、矩形、台形、半円又は三角形であってもよい。また、導光板18の光射出面18aに形成される凸部18pの位置も、図6に示した位置に限定されず、任意の位置に設けることができる。また、凸部18pの個数も限定されるものではなく、それぞれの導光板18A、18B、18Cに対して3個以上の凸部18pを形成することもできる。
導光板の光射出面に形成される凸部は、導光板の製造時に導光板と一体に形成してもよいし、平坦な光射出面を有する導光板を製造した後、平坦な光射出面に凸部となる部品を配置してもよい。製造の容易さという観点からは、導光板と一体に形成することが好ましい。
また、光射出面に形成される凸部は、バックライトユニットを構成する光学部材と光射出面との間に空間を確保するためのスペーサとして利用されることができる。すなわち、光射出面の上に配置されるプリズムシートや拡散シートなどのフィルム状の光学部材を、光射出面の平坦部から所定の距離だけ離すためのスペーサとして利用されることができる。
In FIG. 6, the
The convex portions formed on the light exit surface of the light guide plate may be formed integrally with the light guide plate during the manufacture of the light guide plate, or after the light guide plate having the flat light exit surface is manufactured, the flat light exit surface You may arrange | position the components used as a convex part to. From the viewpoint of ease of manufacture, it is preferable to form it integrally with the light guide plate.
Moreover, the convex part formed in a light emission surface can be utilized as a spacer for ensuring a space between the optical member which comprises a backlight unit, and a light emission surface. That is, it can be used as a spacer for separating a film-like optical member such as a prism sheet or a diffusion sheet disposed on the light emission surface by a predetermined distance from the flat portion of the light emission surface.
図6では、好ましい形態として、光源12が配置される平行溝18fの上方に位置する光射出面18aに、複数のレンチキュラーレンズ34が形成されている。すなわち、光射出面18aの略中央の所定領域に複数のレンチキュラーレンズ34が配置されている。このようなレンチキュラーレンズ34は、輝度むら発生領域に配置されることが好ましい。
図6に示すような、平行溝18fに光源12が配置されるような導光板18の場合には、平行溝18fの上方の光射出面18aから輝線が発生し、光射出面18aに輝度むらを生じさせる。それゆえ、図6に示される導光板18においては、平行溝18fの上方の光射出面18aに光学素子を配置した構成を採用している。
In FIG. 6, as a preferred embodiment, a plurality of
In the case of the
図6においては、複数のレンチキュラーレンズ34を配置しているが、他の光学素子を配置しても良い。図7〜9に、レンチキュラーレンズ以外の光学素子を配置した他の導光板の構成例を示した。図7は、図6に示したレンチキュラーレンズ34の代わりに複数のプリズム列36を、導光板118の光射出面18aの略中央に配置した導光板である。また、図8(a)及び(b)は、図6に示したレンチキュラーレンズ34の代わりに複数のディンプル37を導光板118の光射出面18aの略中央に形成した導光板の概略平面図及び概略断面図である。また、図9は、図6に示したレンチキュラーレンズ34の代わりに複数の半球状のレンズ38を導光板の光射出面の略中央に形成した導光板の概略断面図である。本発明においては、これら光学素子の大きさや光学特性は、光射出面において発生する輝度むらに応じて任意に設定することができる。
このように、導光板の光射出面に凸部を形成する場合においては、導光板の光射出面の輝度むら発生領域に、レンチキュラーレンズ、プリズム列、ディンプル、ピラミッド状の光学素子、又は半球状の光学素子などの種々の光学部品を配置又は形成することによって、輝度むらを一層抑制することができる。
In FIG. 6, a plurality of
Thus, in the case of forming the protrusions on the light exit surface of the light guide plate, the Brightness unevenness generation area of the light exit surface of the light guide plate, a lenticular lens, prism row, dimples, pyramidal optical element, or hemisphere By arranging or forming various optical components such as a shaped optical element, luminance unevenness can be further suppressed.
図6〜9では、輝度むらの発生する領域に一定の密度で光学素子を配置した構成を示しているが、導光板の幅方向に分布を持たせて光学素子を配置しても良い。例えば、輝度むらの発生位置に応じて、光学素子の数を導光板の幅方向で増減させてもよい。また、導光板の幅方向でサイズの異なるように複数の光学素子を配置しても良い。また、種類の異なる光学素子を配置することもできる。 6 to 9 show a configuration in which optical elements are arranged at a constant density in a region where luminance unevenness occurs, the optical elements may be arranged with a distribution in the width direction of the light guide plate. For example, the number of optical elements may be increased or decreased in the width direction of the light guide plate in accordance with the occurrence position of luminance unevenness. Moreover, you may arrange | position a some optical element so that size may differ in the width direction of a light-guide plate. Also, different types of optical elements can be arranged.
また、上記例では、導光板の光射出面の所定の領域にレンチキュラーレンズやプリズム列などの光学素子を配置した構成を示したが、その領域に光学素子を配置する代わりに、微細凹凸加工や研磨による表面粗化(砂擦り面)を施して光拡散性を付与してもよい。また、このような砂擦り面を光射出面に形成する場合も、導光板の幅方向に、光射出面の表面の粗さに分布を持たせてもよい。 In the above example, a configuration in which an optical element such as a lenticular lens or a prism array is arranged in a predetermined region of the light exit surface of the light guide plate is shown. Light diffusibility may be imparted by surface roughening (rubbing surface) by polishing. Further, when such a rubbing surface is formed on the light exit surface, the surface roughness of the light exit surface may be distributed in the width direction of the light guide plate.
また、本発明においては、導光板の輝度むらの発生領域に光学素子を配置したり、その領域を砂擦り面とする代わりに、輝度むらの発生部分に網点パターンを形成することもできる。網点パターンの形成方法としては、例えば、網点パターンが形成されたシートを光射出面に積層してもよいし、導光板18の光射出面18aに網点パターンを印刷により直接形成してもよい。網点パターンの一例を図10に示した。図10は、導光板18の光射出面18aに網点パターンを印刷により直接形成した場合の網点パターンを模式的に示した図である。網点のパターン92は、図10に示すように、ある中心線Xにおいて網点の密度が高くその中心線Xから両側(中心線に対して垂直方向)に向かうにしたがって次第に網点の密度が低くなるような網点パターンである。この場合は、中心線Xが、導光板18の幅方向において、平行溝の位置と一致するように、網点シートを積層することが好ましい。また、網点の形状は、矩形、円形、楕円形など任意の形状にすることができ、網点の密度は、輝度むらの発生する領域の輝線の強さや広がりに応じて適宜選択することができる。
このように導光板の光射出面の直上に網点パターンを形成した場合は、更に、網点パターンが形成された板状の網点プレートを、その網点プレートが凸部によって支持されるように、導光板の光射出面側に配置することが好ましい。このような網点プレートは、例えば、所定の剛性を有する透明アクリル板の少なくとも一方の面に網点パターンが形成されて構成される。
Further, in the present invention, a halftone dot pattern can also be formed in a portion where luminance unevenness is generated instead of arranging an optical element in a region where luminance unevenness occurs in the light guide plate, or making that region a sand-rubbed surface. As a method of forming the halftone dot pattern, for example, a sheet on which the halftone dot pattern is formed may be laminated on the light emitting surface, or the halftone dot pattern may be directly formed on the
Thus, when a halftone dot pattern is formed immediately above the light exit surface of the light guide plate, the halftone dot plate on which the halftone dot pattern is formed is further supported by the convex portion. Furthermore, it is preferable to arrange on the light exit surface side of the light guide plate. Such a halftone dot plate is configured, for example, by forming a halftone dot pattern on at least one surface of a transparent acrylic plate having a predetermined rigidity.
図11に、導光板18の光射出面18aに網点シート32を配置するとともに、その上に網点プレート39を凸部18pで支持させることによって配置した構成を示した。図11では、光射出面18aに形成される凸部18pは、導光板18と一体に形成されていない独立の部材であり、矩形状の断面形状を有している。図11に示すように、導光板18の光射出面18aから射出する光の光路上に2つの網点パターンを配置した構成を採用する場合は、導光板18の光射出面18aに近い側に配置される網点シート32の網点パターンを、高周波の輝度むらを抑制するためのパターンで構成し、光射出面18aから凸部18pの高さ分だけ離れて配置される網点プレート39の網点パターンを、低周波の輝度むらを抑制するパターンで構成することが好ましい。このように構成することにより、照明光の輝度むらの発生を効果的に抑制することができる。
ここで、高周波の輝度むらとは、前述したように、導光板の光射出面上の任意の点x1と点x2の距離をdx(mm)とし、点x1における輝度B1(cd/m2)と点x2における輝度B2(cd/m2)との差分dBとして、輝度むらをdB/dxと定義したときに、2点間の距離dxが、0.1mm<dx<3mmのときに、|dB/dx|>5となる輝度の変化を意味する。一方、低周波の輝度むらとは、2点間の距離dxが3mm≦dxのときに、|dB/dx|≦5となる輝度変化を意味する。
FIG. 11 shows a configuration in which the
Here, the high-frequency luminance unevenness is, as described above, the distance between an arbitrary point x1 and the point x2 on the light exit surface of the light guide plate is dx (mm), and the luminance B1 (cd / m 2 ) at the point x1. As the difference dB between the brightness B2 (cd / m 2 ) and the brightness B2 (cd / m 2 ) at the point x2, when the brightness unevenness is defined as dB / dx, the distance dx between the two points is 0.1 mm <dx <3 mm. It means a change in luminance such that dB / dx |> 5. On the other hand, low-frequency luminance unevenness means a change in luminance that satisfies | dB / dx | ≦ 5 when the distance dx between two points is 3 mm ≦ dx.
図12には、導光板の光射出面の輝度分布Aと、導光板の光射出面側に高周波の輝度むらを抑制する網点パターンが形成された網点シート32だけを配置した場合の輝度分布Bと、図11に示されるように、導光板18の光射出面18a側に、その網点シート32と低周波の輝度むらを抑制する網点パターンの形成された網点プレート39とを配置した場合の輝度分布Cの一例を示した。図12において、縦軸は、相対輝度であり、横軸は、光源の中心軸を原点とし、その中心軸に直交する方向(導光板の幅方向)における原点からの距離である。図12の輝度分布Aに示されるように、図11に示されるような形状を有する導光板においては、光射出面の輝度は、導光板の幅方向において著しく変化している。すなわち、導光板の光射出面の所定の領域に、上記関係式で定義される高周波の輝度むらが存在している。これに対し、高周波の輝度むらを抑制する網点パターンの形成された網点シート32を導光板の光射出面側に配置した場合には、図12の輝度分布Bに示されるように導光板の幅方向における輝度の変化が低減され、高周波の輝度むらの発生が抑制されている。しかしながら、図12の輝度分布Bにおいては、原点付近(光源の位置)で輝度が若干高く、導光板の端部に向かう方向に輝度が緩やかに減少しており、上記関係式によって定義される低周波の輝度むらが存在していることがわかる。これは、導光板の光射出面における輝度むらに、高周波の輝度むらに加えて、低周波の輝度むらが含まれていることを示しており、導光板の光射出面に網点シート32を配置することにより、高周波の輝度むらの発生を抑制することができるものの、低周波の輝度むらは依然として残ったままであることを示している。このような低周波の輝度むらは、面状照明装置を薄型化した場合に、視認されてしまう恐れがある。
そのため、本発明においては、図11に示されるように、導光板18の光射出面18a側に網点シート32を配置するとともに、更に、網点シート32の光射出側に低周波の輝度むらを抑制する網点パターンの形成された網点プレート39を配置することが好ましい。このような構成にすることによって、図12の輝度分布Cに示されるように、低周波の輝度むらの発生も抑制することができ、導光板の幅方向において輝度が殆ど変化しない均一な光を得ることができる。このように、本発明では、導光板の光射出面側に、高周波の輝度むらを抑制する網点パターンが形成された網点シート32と低周波の輝度むらを抑制する網点パターンの形成された網点プレートとを配置した構成にすることにより、高周波の輝度むらだけでなく、低周波の輝度むらをも抑制することができるので、輝度むらの殆どない均一な照明光を得ることができる。
図11に示される構造体においては、網点プレート39の光の射出する側の面上に、拡散シートなどを配置して更に光を拡散させることが好ましい。これにより、一層均一な照明光を得ることができる。
FIG. 12 shows the luminance distribution A when only the luminance distribution A on the light exit surface of the light guide plate and the
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 11, a
In the structure shown in FIG. 11, it is preferable to disperse the light further by disposing a diffusion sheet or the like on the surface of the
図6〜9では、3つの導光板18A、18B及び18Cが一体に成形された形態を示したが、それぞれ独立して導光板を作製し、それら導光板の端面同士を密着させて互いに連結することもできる。この場合は、それぞれの導光板18の端部に、図13に示すような凸部18p’を形成することが好ましい。また、この場合、凸部18p’は、導光板の幅方向の両端部に設けても良いし、一方の端部だけに設けても良い。導光板の一方の端部だけに凸部を設ける場合は、それぞれの導光板を連結して導光板ブロックを構成するときに、導光板の凸部を設けた側の端部と、凸部を設けていない側の端部とを連結すればよい。
6 to 9 show a form in which the three
上述したような光射出面に凸部を形成した導光板においては、光射出面の凸部以外の領域は、基本的に平坦面で構成されるが、図3に示した導光板と同様に、導光板の幅方向の略中央に凹部が形成されていてもよい。 In the light guide plate in which the convex portion is formed on the light exit surface as described above, the region other than the convex portion of the light exit surface is basically configured as a flat surface, but similarly to the light guide plate shown in FIG. A recess may be formed in the approximate center in the width direction of the light guide plate.
つぎに、導光板の平行溝の形状について詳細に説明する。
図3に示した導光板では、平行溝18fの断面形状を、先端部分が三角形をなし、その基端部分が矩形をなすホームベース形状としたが、本発明においては、これに限定されない。光射出面における輝度むらの発生を効果的に抑制するためには、先端部分が傾斜して交わり、先端部分に繋がる基端部分の傾斜が先端部分の傾斜よりも急峻な形状であることが好ましい。すなわち、平行溝18fの断面形状を、先端部分において光射出面18aに向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成し、各輪郭線を、光射出面18aに垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、頂点に近い先端側(先端面18h)より、頂点から遠い平行溝の基端側(基端面18i)の方が鋭角となる形状であればよい。言い換えれば、平行溝18fの断面形状において、頂点に近い先端側(先端面18h)の輪郭線が光射出面18aとなす傾斜角(最大傾斜角Φm)よりも、頂点から遠い平行溝の基端側(基端面18i)の輪郭線が光射出面18aとなす傾斜角(傾斜角Φn)の方が大きい形状であればよい。例えば、図14(a)に示すように、平行溝18fの1対の先端面40を双曲線形状に、図14(b)に示すように、平行溝18fの1対の先端面42を楕円形状にすることができる。あるいは、導光板18の平行溝18fの1対の先端面の断面形状は懸垂線形状でも良い。
Next , the shape of the parallel grooves of the light guide plate will be described in detail.
In the light guide plate shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the
また、本発明においては、平行溝の断面形状において、平行溝の頂点、すなわち最深部(平行溝を形成する側壁の接続部)が尖点となるような形状にすることもできる。すなわち、平行溝の1対の先端面の断面形状が、互いに交わる先鋭な1つの交点を有する、平行溝の中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な2つの曲線または直線の一部から形成することができる。本発明においては、導光板の平行溝の断面形状が、上記いずれの形状であっても、導光板の光射出面から均一な光を出射させることができる。 Further, in the present invention, the cross-sectional shape of the parallel groove may be such that the apex of the parallel groove, that is, the deepest portion (the connection portion of the side wall forming the parallel groove) is a cusp. That is, two cross-sectional shapes of the pair of front end surfaces of the parallel grooves are symmetrical with respect to a center line perpendicular to the light exit surface of the light guide plate through the center of the parallel grooves, having one sharp intersection intersecting each other. It can be formed from a part of a curve or straight line. In the present invention, even if the cross-sectional shape of the parallel groove of the light guide plate is any of the above shapes, uniform light can be emitted from the light exit surface of the light guide plate.
図14(c)には、平行溝の1対の先端面50の断面形状が、互いに交わる先鋭な1つの交点を有する、平行溝18fの中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な2つの曲線の一部からなる場合の一例を示す。図14(c)に示す導光板18は、平行溝18fの中心を通って導光板18の光射出面18aに垂直な中心線Xに対して1対の先端面50となる対称な2つの曲線51aおよび51bが円弧の場合である。この場合は、図14(c)に示すように、平行溝18fを形成する一方の側壁に対応する円弧51aの中心の位置と他方の側壁に対応する円弧51bの中心の位置が異なるように形成される。これにより、円弧状の両側壁が交わる部分52は、図14(c)に示すように尖った形状となる。
In FIG. 14 (c), the cross-sectional shape of the pair of front end surfaces 50 of the parallel grooves has a sharp point of intersection that intersects each other and passes through the center of the
また、図14(d)には、平行溝の1対の先端面53の断面形状が、互いに交わる先鋭な1つの交点を有する、平行溝の中心を通って導光板の光射出面に垂直な中心線に対して対称な2つの曲線の一部からなる場合の更に別の例を示した。図14(d)に示した導光板18は、平行溝18fの中心を通って導光板18の光射出面18aに垂直な中心線Xに対して1対の先端面53となる対称な2つの曲線54aおよび54bが放物線の場合である。図14(d)においては、平行溝18fの一方の側壁に対応する放物線54aの焦点と、他方の側壁に対応する放物線54bの焦点とが互いに異なるように、平行溝18fの1対の先端面53が形成される。
Further, in FIG. 14D, the cross-sectional shape of the pair of front end surfaces 53 of the parallel grooves is perpendicular to the light exit surface of the light guide plate through the center of the parallel grooves having one sharp intersection that intersects each other. Still another example in the case of consisting of a part of two curves symmetrical with respect to the center line is shown. The
図14(d)に示すように、平行溝18fの1対の先端面53の断面形状が、交点56で交わる2つの曲線54aおよび54bから形成される場合において、平行溝18fの一方の側壁に対応する曲線54aの、交点(尖点)56における接線と、他方の側壁に対応する曲線54bの、交点56における接線が互いになす角θは、90度以下が好ましく、60度以下がより一層好ましい。
As shown in FIG. 14 (d), when the cross-sectional shape of the pair of tip surfaces 53 of the
図14(d)では、平行溝の断面形状において、平行溝の1対の先端面を形成する曲線が、平行溝の中心に向かって凹状の導光板の例を示したが、これらとは異なる導光板の別の例を図15(a)および(b)に示す。図15(a)は、平行溝18fの1対の先端面60の断面形状が、平行溝18fの中心に向かって凸の2つの曲線61aおよび61bから形成される導光板の例であり、図15(b)は、平行溝18fの1対の先端面62の断面形状が、平行溝18fの中心に向かって凸の曲線64aおよび64bと凹の曲線66aおよび66bを組み合わせた曲線から形成される導光板の例である。図15(a)および(b)に示したような断面形状の平行溝を有する導光板も、輝線の発生を抑制しつつ光射出面から十分な輝度の光を出射することができる。
FIG. 14D shows an example of a light guide plate in which the curved line forming the pair of front end surfaces of the parallel grooves is concave toward the center of the parallel grooves in the cross-sectional shape of the parallel grooves. FIGS. 15A and 15B show another example of the light guide plate. FIG. 15A is an example of a light guide plate in which the cross-sectional shape of the pair of front end surfaces 60 of the
また、図15(b)では、平行溝の断面形状において、平行溝の1対の基端面を、先端面62および平行面18gと接する光射出面18aに対して垂直な線分としたが、平行溝18fの断面形状が、光射出面18aに向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成され、各輪郭線が、光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、頂点に近い先端側(先端面)より、頂点から遠い平行溝の基端側(基端面)の方が鋭角となる形状であればよく、例えば、平行溝の1対の先端面の断面形状が、3角形の場合は、図16(a)に示すように、平行溝の1対の基端面70の断面形状を、光射出面18aに対して垂直かつ光源の中心を通過する線とのなす角が先端面18hよりも鋭角な所定角度の傾斜を有する線分(斜辺)で形成してもよい。また、平行溝の各基端面の断面形状は、直線に限定されず曲線も用いることができ、図16(b)に示すように、平行溝18fの1対の基端面72の断面形状を平行溝18fの中心に向かって凹状の曲線としてもよい。ここで、曲線としては、双曲線形状、楕円形状、放物線形状等、平行溝の1対の先端面に用いる各種の曲線を用いることができる。
In FIG. 15B, in the cross-sectional shape of the parallel groove, the pair of base end surfaces of the parallel groove is a line segment perpendicular to the
平行溝の形状は、これに限定されず、上述した1対の先端面の形状と1対の基端面の形状を各種組み合わせた形状等の種々の形状とすることができる。また、平行溝の1対の先端面と1対の基端面の大きさは、平行溝の内部に光源が配置できればよく、1対の先端面と1対の基端面の境界位置(接触位置)は特に限定されない。 The shape of the parallel grooves is not limited to this, and may be various shapes such as a combination of the shapes of the pair of distal end surfaces and the pair of proximal end surfaces described above. In addition, the size of the pair of distal end surfaces and the pair of proximal end surfaces of the parallel grooves is sufficient if the light source can be disposed inside the parallel grooves, and the boundary position (contact position) between the pair of distal end surfaces and the pair of proximal end surfaces. Is not particularly limited.
ここで、平行溝の1対の先端面と1対の基端面との継ぎ目(接続部分)、平行溝の1対の基端面と平行面との継ぎ目および平行面と傾斜面との継ぎ目は、曲率R>0.01[mm]となる滑らかな形状とすることが好ましい。継ぎ目を滑らかな形状とすることで継ぎ目での光の乱反射を防止し、輝線の発生、輝度むらの発生を防止することができる。 Here, a joint (connecting portion) between a pair of distal end surfaces and a pair of proximal end surfaces of the parallel grooves, a joint between the pair of proximal end surfaces and the parallel surfaces of the parallel grooves, and a joint between the parallel surfaces and the inclined surface, A smooth shape with a curvature R> 0.01 [mm] is preferable. By making the seam a smooth shape, irregular reflection of light at the seam can be prevented, and generation of bright lines and uneven brightness can be prevented.
さらに、平行溝の側面(1対の先端面および1対の基端面)を除く導光板の表面、例えば、光射出面および/または傾斜面に棒状光源の軸にその稜が平行な複数の所定形状の微小なプリズムを形成することが好ましい。平行溝の側面(1対の先端面および1対の基端面)を除く導光板の表面に所定形状の微小なプリズムを多数形成することで、バックライトなどの面状照明装置を構成する場合に、プリズムシートを不要とすることができ、面状照明装置としての光の利用効率向上させることができ、装置のコンパクト化、ひいては、コストの低減を図ることができる。なお、多数の所定形状の微小なプリズムを、傾斜面および光射出面のいずれかに形成するのがより好ましいが、さらに、傾斜面および光射出面の両方にこのようなプリズムを形成するのがより好ましい。
ここで、傾斜面に形成するプリズムは、頂角θp1を100°≦θp1≦140°とすることが好ましい。また、光射出面に形成するプリズムは、頂角θp2を40°≦θp2≦70°とすることがより好ましい。
Further, the surface of the light guide plate excluding the side surfaces (a pair of front end surfaces and a pair of base end surfaces) of the parallel grooves, for example, a plurality of predetermined edges whose ridges are parallel to the axis of the rod-shaped light source on the light emission surface and / or the inclined surface. It is preferable to form a very small prism. When a planar illumination device such as a backlight is formed by forming a large number of minute prisms having a predetermined shape on the surface of the light guide plate excluding the side surfaces of the parallel grooves (a pair of front end surfaces and a pair of base end surfaces). The prism sheet can be dispensed with, the light use efficiency as the planar illumination device can be improved, the device can be made compact, and the cost can be reduced. It is more preferable to form a large number of minute prisms having a predetermined shape on either the inclined surface or the light exit surface, but it is also preferable to form such prisms on both the inclined surface and the light exit surface. More preferred.
Here, the prism formed on the inclined surface preferably has an apex angle θ p1 of 100 ° ≦ θ p1 ≦ 140 °. The prism formed on the light exit surface more preferably has an apex angle θ p2 of 40 ° ≦ θ p2 ≦ 70 °.
また、図3に示す導光板では、1対の傾斜面と平行溝の1対の基端面との間にそれぞれ1対の平行面を設けたが、本発明において、平行面は、必ずしも設ける必要はなく、図17に示すように、平行面を設けず、傾斜面80と平行溝18fの基端面18iとを直接接続させた構造としてもよい。
In the light guide plate shown in FIG. 3, a pair of parallel surfaces are provided between the pair of inclined surfaces and the pair of base end surfaces of the parallel grooves. However, in the present invention, the parallel surfaces are not necessarily provided. Alternatively, as shown in FIG. 17, a structure may be adopted in which the
ここで、光射出面から出射される光の輝度分布は、導光板の平行溝の先端部分の形状に大きく依存するため、導光板の平行溝の形状を、上述の形状になるように設計するだけで、導光板の光射出面における輝度を最適に調整して均一化できる。
一例としては、導光板の平行溝の断面形状を双曲線にした場合は、平行溝に対応する部分における相対輝度のピーク値が、傾斜背面部からの出射光によって形成される相対輝度の平均値の10倍以下となり、光射出面からの輝度が略均一となる。一方、平行溝の断面形状が半円形または放物線形の従来の導光板においては、平行溝の中心部分、すなわち、光源の直上の位置において相対輝度が高くなり、輝線が発生する。すなわち、従来の平行溝の断面形状が半円形状または放物線形状の導光板においては、光射出面における輝度が均一ではない。
Here, the luminance distribution of light emitted through the light exit plane is dependent largely on the shape of the distal end portion of the parallel groove of the light guide plate, designing the shape of the parallel groove of the light guide plate, so that the above-mentioned shape By simply doing this, the brightness on the light exit surface of the light guide plate can be optimally adjusted and made uniform.
As an example, when the cross-sectional shape of the parallel groove of the light guide plate is a hyperbola, the peak value of the relative luminance in the portion corresponding to the parallel groove is the average value of the relative luminance formed by the light emitted from the inclined back surface portion. It becomes 10 times or less, and the luminance from the light exit surface becomes substantially uniform. On the other hand, in a conventional light guide plate in which the cross-sectional shape of the parallel grooves is semicircular or parabolic, the relative luminance increases at the central portion of the parallel grooves, that is, the position immediately above the light source, and bright lines are generated. That is, in the conventional light guide plate having a semicircular or parabolic cross-sectional shape of the parallel grooves, the luminance on the light exit surface is not uniform.
また、平行溝の断面形状が三角形状の導光板においては、中心部分の相対輝度は低くなるため、頂点を所定の幅で平坦にするか、比較的曲率半径の小さな曲面にすることによって、光射出面における輝度を均一化することができる。
ここで、平行溝の頂点を所定の幅で平坦にする場合は、平坦部分の長さに応じて、導光板の平行溝に対応する部分における相対輝度が変化する。このため、本発明においては、平行溝の最深部の平端部分を長くすることで輝度を高めることができるが、長すぎると輝線となる恐れがあるため、平端部分の長さは、冷陰極管の直径の20%以下とすることが好ましく、10%以下とすることがより好ましい。
Also, in a light guide plate with a parallel groove having a triangular cross-sectional shape, the relative brightness of the central portion is low. Therefore, by flattening the apex with a predetermined width or a curved surface with a relatively small radius of curvature, The brightness on the exit surface can be made uniform.
Here, when flattening the apex of the parallel groove with a predetermined width, the relative luminance in the portion corresponding to the parallel groove of the light guide plate changes according to the length of the flat portion. For this reason, in the present invention, the brightness can be increased by lengthening the flat end portion of the deepest part of the parallel groove, but if it is too long, there is a possibility that a bright line may be formed. The diameter is preferably 20% or less, more preferably 10% or less.
また、導光板の表面において、輝度と照度は略同様に扱うことができる。本発明においては、照度においても同様の傾向があると推測される。したがって、導光板の平行溝の形状を上述の形状になるように設計することで、導光板の光射出面における照度についても均一化できると考えられる。
なお、平行溝の先端部分の頂部(最深部)の断面形状が、平行溝の中心線に対して対称にするように先鋭な1つの交点において、面取りされた平坦状、もしくは、丸められた円形状のみならず、楕円形状、放物線状、または双曲線状であっても良いのはもちろんである。さらに、これに加え、上述したように、平行溝の先端部分の頂部(最深部)を砂擦り面とすることにより、照度または輝度のピーク値を低減するようにしても良い。
Further, on the surface of the light guide plate, the luminance and illuminance can be handled in substantially the same manner. In the present invention, it is presumed that there is a similar tendency in illuminance. Therefore, it is considered that the illuminance on the light exit surface of the light guide plate can be made uniform by designing the shape of the parallel grooves of the light guide plate to be the above-described shape.
In addition, the cross-sectional shape of the top part (deepest part) of the tip of the parallel groove is a chamfered flat or rounded circle at one sharp intersection so as to be symmetric with respect to the center line of the parallel groove Of course, not only the shape but also an elliptical shape, a parabolic shape, or a hyperbolic shape may be used. In addition to this, as described above, the peak value of illuminance or luminance may be reduced by using a top portion (deepest portion) of the tip of the parallel groove as a rubbing surface.
以上から、本発明においては、導光板18の光射出面18aにおける平行溝18f以外、すなわち傾斜面18dに相当する部分(第2部分)に形成される輝度の平均値に対する、導光板18の光射出面18aにおける平行溝18fに相当する部分(第1部分)に形成される輝線のピーク値(輝度のピーク値)の比に応じて、導光板18の平行溝18fの先端形状の先細化を行う、すなわち、この比の値に応じて、導光板18の平行溝18fの先端形状の先細化の程度を制御することができる。なお、この場合においては、後述する第2の形態の場合のように、この比は、3以下、より好ましくは、2以下とするのが好ましい。
From the above, Oite the present onset bright,
なお、この比は、バックライトユニット2の厚み(導光板18の光射出面18aと拡散シート14との間の距離)や、バックライトユニット2において使用される拡散シート14の拡散効率や枚数、プリズムシート16、17および19の拡散効率や使用枚数等に応じて、設定することが好ましい。すなわち、バックライトユニット2の厚み(導光板18の光射出面18aと拡散シート14との間の距離)がある程度厚く(または大きく)できる場合や、バックライトユニット2において使用される拡散シート14の拡散効率が高く、使用枚数を多くできる場合や、プリズムシート16、17および19の拡散効率が高く、使用枚数を多くできる場合には、導光板18の光射出面18aから射出された照明光の拡散(ミキシングなど)を十分に行うことができるので、高コストとはなるが、導光板18の光射出面18aの第2部分の輝度の平均値に対する、導光板18の光射出面18aの第1部分の輝度のピーク値の比を、ある程度大きく設定することができる。しかし、そうでない場合には、低コスト化できるが、この比の値を小さく設定する必要がある。
This ratio is the thickness of the backlight unit 2 (the distance between the
一方、本発明においては、導光板18の光射出面18aの第1部分の輝度のピーク値が、導光板18の光射出面18aの第2部分の輝度の平均値の3倍以下、より好ましくは、2倍以下となるように、導光板18の平行溝18fの先端形状の先細化を行う。ここで、導光板18の光射出面18aの第1部分の輝度のピーク値が、導光板18の光射出面18aの第2部分の輝度の平均値の3倍以下となるようにするのは、導光板18の光射出面18aから射出された照明光の輝度分布が、従来より均一化されるからであり、その結果、導光板18の光射出面18aから射出された照明光の拡散(ミキシングなど)をそれほど十分に行う必要がなく、拡散効率のあまり高くない低コストの拡散シート14の使用が可能となり、また使用枚数を減らすことができ、また、高価なプリズムシート16、17および19自体の使用を止めることができ、あるいは、拡散効率のあまり高くない低コストのプリズムシート16、17および19の使用が可能となったり、使用枚数を減らすことができるからである。
On the other hand, Oite this onset Ming, the peak value of the luminance of the first portion of the
なお、本発明では、導光板18の平行溝18fの断面形状において、平行溝18fの先細化を行う先端部分は、棒状光源12の中心から光射出面18aに向かう垂線に対する角度が、両側で90度以内となる部分、より好ましくは、60度以内となる部分とするのが好ましい。すなわち、本発明において、導光板18の光射出面18aの平行溝18fに相当する第1部分の輝度のピーク値を低減するために、平行溝18fの先細化を行う部分は、平行溝18fの全体でも良いが、ピーク値の低減化が可能であれば、所定の先端部分で良い。
In the present onset bright, in the cross-sectional shape of the
さらに、本発明では、導光板の平行溝の形状を、光射出面に向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成され、各輪郭線が、光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、頂点に近い先端側(1対の各先端面)より、頂点から遠い平行溝の基端側(1対の各基端面)の方が鋭角となる形状とすることで、より輝度むらを減らすことができ、出射効率も向上させることができる。つまり、平行溝の断面形状を他の双曲線,放物線、他の曲面の傾斜した線分の最大傾き角Φmに対し、他の傾き角Φn(>Φm)を有する曲線の組み合わせとすることで、より輝度むらを減らすことができ、出射効率も向上させることができる。 Further, according to the present invention, the shape of the parallel grooves of the light guide plate is made up of a pair of contour lines whose intervals are narrowed toward the light exit surface, and each contour line is perpendicular to the light exit surface. And the base end side (one pair of base end faces) of the parallel groove far from the apex is more acute than the tip end side (a pair of tip end faces) near the apex. By adopting such a shape, the luminance unevenness can be further reduced, and the emission efficiency can be improved. In other words, the cross-sectional shape of the parallel groove is a combination of curves having other inclination angles Φn (> Φm) with respect to the maximum inclination angle Φm of other hyperbola, parabola, and other curved segments. The uneven brightness can be reduced, and the emission efficiency can be improved.
つぎに、導光板の平行溝の断面形状を種々の形状に変更したときに、導光板の光射出面から出射する光の輝度分布について、シミュレーションを行って、調べた。なお、以下では、単に、導光板の平行溝の断面形状に応じて、導光板の光射出面から出射する光の輝度分布を調べるため、導光板の光射出面の形状は平坦な形状とした。
まず、図18(a)に示す導光板18の光射出面から出射する光の輝度分布について調べた。ここで、図18(a)に示す導光板18の平行溝18fは、先端面18hの断面形状が、光射出面18aに対して垂直かつ光源12の中心を通過する線に対して所定角度の傾斜を有する線分(斜辺)で形成され、基端面18iの断面形状が、先端面18hおよび平行面18gと接し、光射出面18aに対して垂直な線分で形成され、頂部が曲面形状で形成される。また、平行面18gは、平行溝18の先端面18hの線分を延長した線と、光射出面と平行でかつ導光板の下端を通る線との交点と、平行溝の1対の基端面の下端との間に設けられている。
ここで、図18(a)に示す導光板18は、光源12の直径を3mm、光射出面18aに対して垂直かつ光源12の中心を通過する線に対する先端面18hの傾斜角を30度、頂部の曲面形状を曲率R=0.25mm、先端面18hと基端面18iとの継ぎ目を曲率R=15mmとした。
また、参考のために、図18(b)に示す平行溝18fの断面形状が略三角形形状の導光板18についても光射出面18aから出射する光の輝度分布を調べた。ここで、図18(b)に示す導光板18は、平行溝18fの側面74、つまり1対の先端面および1対の基端面の断面形状が、斜辺のみで形成される形状であることを除いて、図18(a)に示す導光板と同様の形状である。
Next, when the cross-sectional shape of the parallel groove of the light guide plate was changed to various shapes, the luminance distribution of light emitted from the light exit surface of the light guide plate was simulated and examined. In the following, in order to examine the luminance distribution of light emitted from the light exit surface of the light guide plate according to the cross-sectional shape of the parallel grooves of the light guide plate, the shape of the light exit surface of the light guide plate is a flat shape. .
First, the luminance distribution of light emitted from the light exit surface of the
Here, the
For reference, the luminance distribution of light emitted from the
図19(a)に、図18(a)に示す導光板および図18(b)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図19(a)において、縦軸は輝度を示し、横軸は、導光板の中心位置(平行溝の中心部分)からの距離を示す。また、図18(a)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、図18(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。 FIG. 19A shows the luminance distribution on the light emitting side surface of the light guide plate shown in FIG. 18A and the light guide plate shown in FIG. In FIG. 19A, the vertical axis represents luminance, and the horizontal axis represents the distance from the center position of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). Further, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 18A is indicated by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 18B is indicated by a dotted line.
図19(a)からわかるように、図18(a)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差が、図18(b)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差よりも小さい。すなわち、図18(a)に示す導光板は、図18(b)に示す導光板よりも輝度むらがより低減された光を出射させることができる。つまり、光射出面における輝度をより均一にすることができる。
また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図18(a)に示す形状の導光板の出射効率は65.9%であり、図18(b)に示す形状の導光板の出射効率は59.7%であった。また、図18(a)に示す形状の導光板の入射効率は84.0%であり、図18(b)に示す形状の導光板の入射効率は、95.5%であった。このように、図18(a)に示す導光板は、出射効率および入射効率を図18(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 19A, the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 18A is the same as that on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. It is smaller than the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution. That is, the light guide plate shown in FIG. 18A can emit light with less uneven brightness than the light guide plate shown in FIG. That is, the luminance on the light exit surface can be made more uniform.
Further, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the light emission efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 18A is 65.9%, and the light guide plate having the shape shown in FIG. The emission efficiency of was 59.7%. Further, the incident efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 18A was 84.0%, and the incident efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 18B was 95.5%. As described above, the light guide plate shown in FIG. 18A can have higher emission efficiency and incidence efficiency than the light guide plate shown in FIG.
また、導光板の他の例として、図18(c)に示すような、平行溝の1対の基端面70が、先端面18hの傾斜の半分、つまり、光射出面18aに対して垂直かつ光源の中心を通過する線に対して30度の傾斜を有する線分(斜辺)であることを除いて、図18(a)の導光板と同様の形状である導光板について光射出面から出射する光の輝度分布を調べた。
図19(b)に、図18(c)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図19(b)において、縦軸は輝度を示し、横軸は、導光板の中心位置(平行溝の中心部分)からの距離を示す。また、図18(c)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のため図18(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
As another example of the light guide plate, a pair of base end surfaces 70 of parallel grooves as shown in FIG. 18C are half of the inclination of the
FIG. 19B shows the luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. In FIG. 19B, the vertical axis indicates the luminance, and the horizontal axis indicates the distance from the center position of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). Further, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 18C is indicated by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 18B is indicated by a dotted line for comparison.
図19(b)からわかるように、図18(c)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差が、図18(b)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差よりも小さい。すなわち、図18(c)に示す導光板は、図18(b)に示す導光板よりも輝度むらがより低減された光を出射させることができる。つまり、光射出面における輝度をより均一にすることができる。
また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図18(c)に示す形状の導光板の出射効率は61.9%であった。このように、図18(c)に示す導光板は、出射効率を図18(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 19B, the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 18C is the difference in the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. It is smaller than the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution. That is, the light guide plate shown in FIG. 18C can emit light with less uneven brightness than the light guide plate shown in FIG. That is, the luminance on the light exit surface can be made more uniform.
Moreover, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the emission efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 18C was 61.9%. As described above, the light guide plate shown in FIG. 18C can have the emission efficiency higher than that of the light guide plate shown in FIG.
導光板のさらに他の例として、図18(d)に示すような、平行溝18fの先端面18h’と基端面18i’との接続部が、図18(a)に示した導光板よりもより平行部18g側に設けられたことを除いて、図18(a)の導光板と同様の形状である導光板について光射出面から出射する光の輝度分布を調べた。
図19(c)に、図18(d)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図19(c)において、縦軸は輝度を示し、横軸は、導光板の中心位置(平行溝の中心部分)からの距離を示す。また、図18(d)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のため図18(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
As still another example of the light guide plate, as shown in FIG. 18 (d), the connecting portion between the
FIG. 19C shows a luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. In FIG. 19C, the vertical axis indicates the luminance, and the horizontal axis indicates the distance from the center position of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). In addition, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 18D is indicated by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 18B is indicated by a dotted line for comparison.
図19(c)からわかるように、図18(d)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差は、図18(b)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差と略同じである。すなわち、図18(d)に示す導光板は、図18(b)に示す導光板と同等に輝度むらが低減された光を出射させることができる。
また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図18(d)に示す形状の導光板の出射効率は61.5%であった。このように、図18(d)に示す導光板は、出射効率を図18(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 19 (c), the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 18 (d) is the same as that on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 18 (b). This is substantially the same as the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution. That is, the light guide plate shown in FIG. 18D can emit light with reduced luminance unevenness equivalent to the light guide plate shown in FIG.
Moreover, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the output efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 18D was 61.5%. Thus, the light guide plate shown in FIG. 18 (d) can have higher emission efficiency than the light guide plate shown in FIG. 18 (b).
導光板のさらに他の例として、図18(e)に示す、平行溝18fの1対の基端面72の断面形状が、平行溝18fの中心に向かって凹状の曲線であることを除いて、図18(a)の導光板と同様の形状である導光板について光射出面から出射する光の輝度分布を調べた。
図19(d)に、図18(e)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図19(d)において、縦軸は輝度を示し、横軸は、導光板の中心位置(平行溝の中心部分)からの距離を示す。また、図18(e)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のため図18(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
As yet another example of the light guide plate, except that the cross-sectional shape of the pair of base end faces 72 of the
FIG. 19D shows a luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. In FIG. 19D, the vertical axis represents luminance, and the horizontal axis represents the distance from the center position of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). In addition, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 18E is indicated by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 18B is indicated by a dotted line for comparison.
図19(d)からわかるように、図18(e)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差が、図18(b)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差よりも小さい。すなわち、図18(e)に示す導光板は、図18(b)に示す導光板よりも輝度むらがより低減された光を出射させることができる。つまり、光射出面における輝度をより均一にすることができる。
また、測定した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図18(e)に示す形状の導光板の出射効率は70.9%であった。このように、図18(e)に示す導光板は、出射効率を図18(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 19 (d), the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 18 (e) is the same as that on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. It is smaller than the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution. That is, the light guide plate shown in FIG. 18 (e) can emit light with less uneven brightness than the light guide plate shown in FIG. 18 (b). That is, the luminance on the light exit surface can be made more uniform.
Further, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the measured luminance distribution, the emission efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 18E was 70.9%. Thus, the light guide plate shown in FIG. 18 (e) can have higher emission efficiency than the light guide plate shown in FIG. 18 (b).
以上、図19(a)〜図19(d)の結果から、導光板の平行溝を、図18(a)、(c)〜(e)に示したような形状とすることで、平行溝の形状を従来よりも輝度むらを低減させることができる三角形状とした場合と同等の輝度むらまたは、さらに輝度むらを低減することができ、かつ、出射効率を向上させることができることがわかる。したがって、このような平行溝の形状にするとともに、光射出面に凹部又は凸部を形成することによって、より一層効果的に輝度むらの発生を抑えることができる。したがって、輝度むらを低減し、かつ、出射効率を向上させることができるような平行溝の形状を選択するとともに、光射出面に凹部又は凸部を形成することによって、より一層効果的に輝度むらの発生を抑えることができる。 From the results shown in FIGS. 19A to 19D, the parallel grooves of the light guide plate are formed into the shapes shown in FIGS. 18A and 18C, so that the parallel grooves are obtained. It can be seen that the luminance unevenness equivalent to that in the case where the shape is a triangular shape that can reduce the luminance unevenness compared to the conventional shape, or the luminance unevenness can be further reduced, and the emission efficiency can be improved. Therefore, the occurrence of uneven brightness can be more effectively suppressed by forming such a parallel groove shape and forming a concave or convex portion on the light exit surface. Therefore, by selecting the shape of the parallel grooves that can reduce the luminance unevenness and improve the emission efficiency, and forming the concave portion or the convex portion on the light exit surface, the luminance unevenness is more effectively achieved. Can be suppressed.
次に、図20(a)〜図20(c)に示す平行溝18fの基端面18iと傾斜面80とを直接接続させ、平行面を設けない種々の形状の導光板の光射出面から出射する光の輝度分布について調べた。
ここで、図20(a)に示す導光板は、平行面を設けず、傾斜面80の傾斜角を変更し平行溝18fの基端面18iと傾斜面80とを直接接続させたことを除いて、図18(a)に示した導光板と同様の形状である。また、図20(b)および図20(c)に示す導光板も、平行面を設けず、傾斜面80の傾斜角を変更し平行溝18fの1対の基端面70または18i’と傾斜面80とを直接接続させたことを除いて、それぞれ図18(c)および図18(d)に示した導光板と同様の形状である。
Next, the
Here, the light guide plate shown in FIG. 20A is not provided with a parallel surface, except that the inclination angle of the
図21(a)〜図21(c)に、それぞれ図20(a)〜(c)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図21(a)〜図21(c)において、縦軸は輝度を示し、横軸は、導光板の中心位置(平行溝の中心部分)からの距離を示す。また、図21(a)〜図21(c)は、それぞれ図20(a)〜図20(c)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のために図18(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
図21(a)〜図21(c)に示すように、いずれの導光板の場合でも、図18(b)に示す導光板と輝度むらを同等またはより低減させることができることがわかる。また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図20(a)に示す導光板の出射効率は、61.5%、図20(b)に示す導光板の出射効率は、62.0%、図20(c)に示す導光板の出射効率は、61.6%であった。これにより、いずれの導光板も図18(b)に示した導光板よりも出射効率を向上できることがわかる。
以上、図21(a)〜図21(c)より、導光板の平行溝を、図20(b)又は(c)に示したような形状とすることで、平行溝の形状を従来よりも輝度むらを低減させることができる三角形状とした場合と同等の輝度むらまたは、さらに輝度むらを低減することができ、かつ、出射効率を向上させることができることがわかる。したがって、輝度むらを低減し、かつ、出射効率を向上させることができるような平行溝の形状を選択するとともに、光射出面に凹部又は凸部を形成することによって、より一層効果的に輝度むらの発生を抑えることができる。
21 (a) to 21 (c) show the luminance distributions on the light exit side surfaces of the light guide plates shown in FIGS. 20 (a) to 20 (c), respectively. 21A to 21C, the vertical axis represents luminance, and the horizontal axis represents the distance from the center position of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). 21 (a) to 21 (c) show the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIGS. 20 (a) to 20 (c) with a solid line, and FIG. The luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in b) is indicated by a dotted line.
As shown in FIGS. 21 (a) to 21 (c), it can be seen that in any light guide plate, the luminance unevenness and the light guide plate shown in FIG. 18 (b) can be equal or more reduced. Moreover, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the emission efficiency of the light guide plate shown in FIG. 20A is 61.5%, and the emission efficiency of the light guide plate shown in FIG. The emission efficiency of the light guide plate shown in FIG. Thereby, it turns out that any light-guide plate can improve radiation | emission efficiency rather than the light-guide plate shown in FIG.18 (b).
As described above, from FIGS. 21A to 21C, the parallel grooves of the light guide plate are shaped as shown in FIG. It can be seen that the luminance unevenness equivalent to the triangular shape that can reduce the luminance unevenness or the luminance unevenness can be further reduced, and the emission efficiency can be improved. Therefore, by selecting the shape of the parallel grooves that can reduce the luminance unevenness and improve the emission efficiency, and forming the concave portion or the convex portion on the light exit surface, the luminance unevenness is more effectively achieved. Can be suppressed.
次に、図22(a)〜図22(d)に示す導光板の平行溝の1対の先端面の断面形状を双曲線形状とした導光板の光射出面から出射する光の輝度分布について調べた。
ここで、図22(a)に示す導光板18は、平行溝18fの1対の先端面40の断面形状を双曲線としたことを除いて、図18(a)に示した導光板と同様の形状である。また、比較のために、図22(b)に示す平行溝18fの側面78の断面形状が双曲線形状のみで形成された導光板18についても光射出面18aから出射する光の輝度分布を調べた。ここで、図22(b)に示す導光板は、平行溝18fの一方の側面78、つまり先端面および基端面の断面形状がそれぞれ1つの双曲線で形成される形状であることを除いて、図22(a)に示す導光板と同様の形状である。
Next, the luminance distribution of the light emitted from the light exit surface of the light guide plate in which the cross-sectional shape of the pair of front end surfaces of the parallel grooves of the light guide plate shown in FIGS. 22 (a) to 22 (d) is a hyperbolic shape is examined. It was.
Here, the
図23(a)に、図22(a)に示す導光板および図22(b)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図23(a)において、縦軸は輝度を示し、横軸は、導光板の中心位置(平行溝の中心部分)からの距離を示す。また、図22(a)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、図22(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。 FIG. 23 (a) shows the luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. 22 (a) and the light guide plate shown in FIG. 22 (b). In FIG. 23A, the vertical axis represents luminance, and the horizontal axis represents the distance from the center position of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). Further, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 22A is indicated by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 22B is indicated by a dotted line.
図23(a)からわかるように、図22(a)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差が、図22(b)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差よりも小さい。すなわち、図22(a)に示す導光板は、図22(b)に示す導光板よりも輝度むらがより低減された光を出射させることができる。つまり、光射出面における輝度をより均一にすることができる。
また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図22(a)に示す形状の導光板の出射効率は63.1%であり、図22(b)に示す形状の導光板の出射効率は、56.6%であった。このように、図22(a)に示す導光板は、出射効率を図22(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 23A, the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 22A is the same as that on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. It is smaller than the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution. That is, the light guide plate shown in FIG. 22A can emit light with reduced luminance unevenness more than that of the light guide plate shown in FIG. That is, the luminance on the light exit surface can be made more uniform.
Moreover, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the output efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 22A is 63.1%, and the light guide plate having the shape shown in FIG. The emission efficiency was 56.6%. As described above, the light guide plate shown in FIG. 22A can have higher emission efficiency than the light guide plate shown in FIG.
また、導光板の他の例として、図22(c)に示すような、平行溝18fの1対の基端面76の断面形状が、先端面40の双曲線の半分の傾きの双曲線であること、つまり、光射出面18aに対して垂直かつ光源の中心を通過する線との成す角が先端面40の双曲線よりも小さい双曲線であることを除いて、図22(a)の導光板と同様の形状である導光板について光射出面から出射する光の輝度分布を調べた。
図23(b)に、図22(c)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図23(b)において、縦軸は輝度を示し、横軸は、導光板の中心位置(平行溝の中心部分)からの距離を示す。また、図22(c)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のため図22(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
As another example of the light guide plate, the cross-sectional shape of the pair of base end faces 76 of the
FIG. 23B shows a luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. In FIG. 23B, the vertical axis represents luminance, and the horizontal axis represents the distance from the center position of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). Further, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 22C is indicated by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 22B is indicated by a dotted line for comparison.
図23(b)からわかるように、図22(c)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差と、図22(b)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差とは略同じである。すなわち、図22(c)に示す導光板は、図22(b)に示す導光板と同等に輝度むらが低減された光を出射させることができる。
また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図22(c)に示す形状の導光板の出射効率は59.1%であった。このように、図22(c)に示す導光板は、出射効率を図22(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
As can be seen from FIG. 23 (b), the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 22 (c), and the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 22 (b). The difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution is substantially the same. That is, the light guide plate shown in FIG. 22C can emit light with reduced luminance unevenness equivalent to the light guide plate shown in FIG.
Further, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the emission efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 22C was 59.1%. As described above, the light guide plate shown in FIG. 22C can have higher emission efficiency than the light guide plate shown in FIG.
導光板のさらに他の例として、図22(d)に示すような、平行溝の1対の基端面の断面形状が、平行溝の中心に向かって凹状の曲線であることを除いて、図22(a)の導光板と同様の形状である導光板について光射出面から出射する光の輝度分布を調べた。
図23(c)に、図22(d)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図23(c)において、縦軸は輝度を示し、横軸は、導光板の中心位置(平行溝の中心部分)からの距離を示す。また、図22(d)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のため図22(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
As still another example of the light guide plate, as shown in FIG. 22 (d), the cross-sectional shape of a pair of base end faces of the parallel grooves is a concave curve toward the center of the parallel grooves. The light intensity distribution of the light emitted from the light exit surface of the light guide plate having the same shape as the light guide plate 22 (a) was examined.
FIG. 23C shows the luminance distribution on the light exit side surface of the light guide plate shown in FIG. In FIG. 23C, the vertical axis indicates the luminance, and the horizontal axis indicates the distance from the center position of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). In addition, the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 22D is indicated by a solid line, and the brightness distribution on the light exit surface of the light guide plate having the shape shown in FIG. 22B is indicated by a dotted line for comparison.
図23(c)からわかるように、図22(d)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差が、図22(b)に示す導光板の光射出面における輝度分布の最大値と最小値の差よりも小さい。すなわち、図22(d)に示す導光板は、図22(b)に示す導光板よりも輝度むらがより低減された光を出射させることができる。つまり、光射出面における輝度をより均一にすることができる。
また、測定した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図22(d)に示す形状の導光板の出射効率は67.8%であった。このように、図22(d)に示す導光板は、出射効率を図22(b)に示す導光板よりも高くすることができる。
以上、図23(a)〜図23(c)より、導光板の平行溝を、図22(a)、(c)又は(d)に示したような形状とすることで、平行溝の形状を従来よりも輝度むらを低減させることができる双曲線形状とした場合と同等の輝度むらまたは、さらに輝度むらを低減することができ、かつ、出射効率を向上させることができることがわかる。したがって、輝度むらを低減し、かつ、出射効率を向上させることができるような平行溝の形状を選択するとともに、光射出面に凹部又は凸部を形成することによって、より一層効果的に輝度むらの発生を抑えることができる。
As can be seen from FIG. 23 (c), the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 22 (d) is the difference in the light exit surface of the light guide plate shown in FIG. 22 (b). It is smaller than the difference between the maximum value and the minimum value of the luminance distribution. That is, the light guide plate shown in FIG. 22 (d) can emit light with less uneven brightness than the light guide plate shown in FIG. 22 (b). That is, the luminance on the light exit surface can be made more uniform.
Moreover, as a result of calculating the light emission efficiency of the light guide plate from the measured luminance distribution, the light emission efficiency of the light guide plate having the shape shown in FIG. 22D was 67.8%. In this way, the light guide plate shown in FIG. 22D can have higher emission efficiency than the light guide plate shown in FIG.
As described above, according to FIGS. 23A to 23C, the parallel grooves of the light guide plate are shaped as shown in FIGS. 22A, 22C, or 22D, so that the parallel grooves are shaped. It can be seen that the luminance unevenness equivalent to the case of the hyperbolic shape that can reduce the luminance unevenness compared to the conventional case, or the luminance unevenness can be further reduced, and the emission efficiency can be improved. Therefore, by selecting the shape of the parallel grooves that can reduce the luminance unevenness and improve the emission efficiency, and forming the concave portion or the convex portion on the light exit surface, the luminance unevenness is more effectively achieved. Can be suppressed.
次に、図24(a)および(b)に示す、平行溝の1対の基端面と傾斜面とをそれぞれ直接接続させ、平行面を設けない種々の形状の導光板の光射出面から出射する光の輝度分布について調べた。
ここで、図24(a)に示す導光板は、平行面を設けず、傾斜面の傾斜角を変更し平行溝の1対の基端面と傾斜面とをそれぞれ直接接続させたことを除いて、図22(a)に示した導光板と同様の形状である。また、図24(b)に示す導光板も、平行面を設けず、傾斜面の傾斜角を変更し平行溝の1対の基端面と傾斜面とをそれぞれ直接接続させたことを除いて、図18(c)に示した導光板と同様の形状である。
Next, as shown in FIGS. 24A and 24B, a pair of base end faces and inclined surfaces of the parallel grooves are directly connected to each other, and are emitted from the light exit surfaces of the light guide plates having various shapes without providing parallel surfaces. The brightness distribution of the light was investigated.
Here, the light guide plate shown in FIG. 24A does not have a parallel surface, except that the inclined angle of the inclined surface is changed and the pair of base end surfaces of the parallel groove and the inclined surface are directly connected to each other. The shape is the same as that of the light guide plate shown in FIG. In addition, the light guide plate shown in FIG. 24 (b) also does not provide a parallel surface, except that the inclined angle of the inclined surface is changed and the pair of base end surfaces of the parallel groove and the inclined surface are directly connected, respectively. The shape is the same as that of the light guide plate shown in FIG.
図25(a)および(b)に、それぞれ図24(a)および(b)に示す導光板の光出射側の面における輝度分布を示す。図25(a)および(b)において、縦軸は輝度を示し、横軸は、導光板の中心位置(平行溝の中心部分)からの距離を示す。また、図25(a)および(b)は、それぞれ図24(a)および(b)に示す導光板の光射出面における輝度分布を実線で示し、比較のために図22(b)に示す形状の導光板の光射出面における輝度分布を点線で示す。
図25(a)および(b)に示す、いずれの導光板の場合でも、図22(b)に示す導光板と輝度むらを同等またはより低減させることができることがわかる。また、算出した輝度分布から導光板の出射効率を算出した結果、図24(a)に示す導光板の出射効率は、63.9%であり、図24(b)に示す導光板の出射効率は、58.9%であった。これにより、いずれの導光板も図22(b)に示した導光板よりも出射効率を向上できることがわかる。
以上、図25(a)および(b)より、導光板の平行溝を図24(b)に示したような形状とすることで、平行溝の形状を従来よりも輝度むらを低減させることができる双曲線形状とした場合と同等の輝度むら、または、さらに輝度むらを低減することができ、かつ、出射効率を向上させることができることがわかる。したがって、輝度むらを低減し、かつ、出射効率を向上させることができるような平行溝の形状を選択するとともに、光射出面に凹部又は凸部を形成することによって、より一層効果的に輝度むらの発生を抑えることができる。
FIGS. 25A and 25B show luminance distributions on the light exit side surfaces of the light guide plate shown in FIGS. 24A and 24B, respectively. In FIGS. 25A and 25B, the vertical axis indicates the luminance, and the horizontal axis indicates the distance from the center position of the light guide plate (the central portion of the parallel groove). 25 (a) and 25 (b) show the luminance distribution on the light exit surface of the light guide plate shown in FIGS. 24 (a) and 24 (b) with a solid line, and FIG. 22 (b) shows for comparison. The luminance distribution on the light exit surface of the shaped light guide plate is indicated by a dotted line.
It can be seen that in any light guide plate shown in FIGS. 25A and 25B, the luminance unevenness and the light guide plate shown in FIG. Moreover, as a result of calculating the emission efficiency of the light guide plate from the calculated luminance distribution, the emission efficiency of the light guide plate shown in FIG. 24A is 63.9%, and the emission efficiency of the light guide plate shown in FIG. Was 58.9%. Thereby, it turns out that any light-guide plate can improve an output efficiency rather than the light-guide plate shown in FIG.22 (b).
As described above, from FIGS. 25A and 25B, the parallel grooves of the light guide plate are shaped as shown in FIG. It can be seen that the luminance unevenness equivalent to that of a hyperbolic shape that can be made, or the luminance unevenness can be further reduced, and the emission efficiency can be improved. Therefore, by selecting the shape of the parallel grooves that can reduce the luminance unevenness and improve the emission efficiency, and forming the concave portion or the convex portion on the light exit surface, the luminance unevenness is more effectively achieved. Can be suppressed.
以上より、導光板の平行溝の形状を、光射出面に向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成され、各輪郭線が、光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、頂点に近い先端側(1対の先端面)より、頂点から遠い平行溝の基端側(1対の基端面)の方が鋭角となる形状とすることで、より均一な光を出射させることができ、さらに出射効率も高くすることができる。 As described above, the shape of the parallel groove of the light guide plate is made up of a pair of contour lines whose intervals are narrowed toward the light exit surface and intersect at the vertices, and each contour line corresponds to a line perpendicular to the light exit surface. It has a part where the angle of inclination changes, and the base end side (a pair of base end surfaces) of the parallel groove far from the apex has a sharper angle than the front end side (a pair of front end surfaces) near the apex. Thus, more uniform light can be emitted, and the emission efficiency can be increased.
また、光射出面に網点パターンを配置する場合でも、網点の密度のダイナミックレンジを狭くすることができ、より容易に網点パターンを設計することができる。これにより、網点パターンの形成に用いるインクとして、種々の透過率を有するインクを用いることができ、網点用インク素材の選択範囲を広くすることができ、すなわち、インク種による透過率の範囲を広くすることができる。
また、網点の輝度調整制御範囲を狭くできるため、網点フィルム自身の透過率を向上できる。すなわち、光射出面から均一な光を出射できることで、調整する輝度の範囲を狭くすることができる。つまり、網点の配置密度を低くする事ができ、網点パターンの透過率を高くすることができる。これにより、網点パターンを配置した場合でも、光射出面から出射される光の輝度の低減を抑えて、つまり高い輝度を維持しつつ、より均一な光を出射させることができる。
Further, even when a halftone dot pattern is arranged on the light exit surface, the dynamic range of the halftone dot density can be narrowed, and the halftone dot pattern can be designed more easily. Accordingly, ink having various transmittances can be used as the ink used for forming the halftone dot pattern, and the selection range of the ink material for halftone dots can be widened, that is, the transmittance range depending on the ink type. Can be widened.
Moreover, since the luminance adjustment control range of the halftone dot can be narrowed, the transmittance of the halftone dot film itself can be improved. That is, since the uniform light can be emitted from the light emitting surface, the range of brightness to be adjusted can be narrowed. That is, the arrangement density of halftone dots can be reduced, and the transmittance of the halftone dot pattern can be increased. As a result, even when a halftone dot pattern is arranged, it is possible to emit more uniform light while suppressing a reduction in luminance of light emitted from the light emitting surface, that is, maintaining high luminance.
また、平行溝と傾斜面との間に、光射出面と平行な面(平行面)を設けることで、出射効率をさらに高くすることができる。ここで、平行面の大きさは特に限定されないが、平行溝の1対の先端面の断面線を延長した線と、導光板の下端を通りかつ光射出面と平行な線との交点と、平行溝の1対の基端面の下端との間に設けることが好ましい。 Further, by providing a plane (parallel plane) parallel to the light exit plane between the parallel groove and the inclined plane, the emission efficiency can be further increased. Here, the size of the parallel surface is not particularly limited, and an intersection of a line obtained by extending a cross-sectional line of a pair of tip surfaces of the parallel groove and a line passing through the lower end of the light guide plate and parallel to the light exit surface, It is preferable to provide between the lower ends of the pair of base end faces of the parallel grooves.
以上、本発明の面状照明装置および液晶表示装置について詳細に説明したが、本発明は上記態様に限定はされず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 Having described in detail the planar lighting device and a liquid crystal display device of the present invention, the present invention is limited to the upper Kitai like is not the sole, without departing from the scope and spirit of the present invention, and that various improvements and modifications Of course.
例えば、本発明においては、導光板18の光射出面18aが全て同一平面を形成するように導光板18を複数並列して配置して大型の導光板を構成する場合に、図26に示すように、一方の導光板18の傾斜面18dと、それと接続する他方の導光板18’の傾斜面18d’との接点における接線が交差しないように、すなわち、それら傾斜面の連結部分において滑らかな平面または曲面が形成されるように、導光板18の傾斜面18dの傾斜角度を調整することができる。図26に示した導光板においては、導光板18および18’のそれぞれの傾斜面18dおよび18d’によって形成される面がアーチ型になるように形成されている。
このような大サイズの光射出面を持つ導光板を用いることにより、大サイズの光照射面を持つバックライトユニットとすることができるので、大サイズの表示画面を持つ液晶表示装置に適用することができ、特に、壁掛けテレビなどの壁掛けタイプの液晶表示装置に適用することができる。
ここで、導光板18を複数並列して構成する場合は、傾斜面の形状、傾斜角を、1つのブロックで光を出射させず、数ブロック分に渡り出射させ、光射出面から出射する光の輝度分布を均一にするような形状とすることが好ましい。
このように、隣接する導光板に入射した光も光射出面から出射させることで、より均一な光を射出することができ、さらに出射効率も向上させることができる。
For example, in the present invention, when a large-sized light guide plate is configured by arranging a plurality of
By using such a light guide plate having a large light emitting surface, a backlight unit having a large light emitting surface can be obtained, and therefore, it can be applied to a liquid crystal display device having a large display screen. In particular, the present invention can be applied to a wall-mounted liquid crystal display device such as a wall-mounted television.
Here, when a plurality of
As described above, the light incident on the adjacent light guide plate is also emitted from the light exit surface, so that more uniform light can be emitted and the emission efficiency can be improved.
上述のように導光板を一つのユニットとして連結して大型の導光板を形成するには、別々に成形した導光板を薄肉部が接するように配置して、もしくは接合して形成してもよく、出射光の均一性を高める上では2個以上の導光板を連結した形状で一体に成形することが好ましい。
製造効率の観点からは、必要な画面サイズに相当する導光板を形成するのに必要な数の導光板ユニットを一体で成形することが好ましい。
Coupled as one unit light guide plate as described above to form a large-size light guide plate is arranged separately molded light guide plate such thin portions are in contact with or be formed by joining In order to improve the uniformity of the emitted light, it is preferable to integrally form the two or more light guide plates in a connected shape.
From the viewpoint of manufacturing efficiency, it is preferable to integrally form a number of light guide plate units necessary for forming a light guide plate corresponding to a required screen size.
また、導光板において、側面の面積などを考慮して、図27(a)に示すように、導光板18の側面に反射板24を配置してもよい。導光板18を複数配置する場合には、図27(b)に示すように、最も外側に配置される導光板18の側面に反射板24を配置すればよい。このような反射板24を側面に配置することで導光板24の側面からの光の漏出を防止することができ、光利用効率を一層高めることができる。反射板24は、前述した反射シートやリフレクタと同様な材料を用いて形成することができる。
Further , in the light guide plate, the reflecting
また、図1〜図3に示す実施形態では、導光板の光射出面側、および/または導光板の傾斜面と反射シートとの間にプリズムシートを配置したが、本発明はこれに限定されず、平行溝の側面(1対の先端面および1対の基端面)を除く導光板の表面、例えば、光射出面および/または傾斜面に直接棒状光源の軸にその溝が平行なプリズムを刻設してもよい。
例えば、図28(a)および(b)に示すように導光板18の傾斜面18dにプリズム25を直接形成してもよく、図29に示すように導光板18の光射出面18aにプリズム26および傾斜面18dにプリズム25を形成してもよい。
このように、平行溝の側面(1対の先端面および1対の基端面)を除く導光板の表面にプリズムを形成することで、プリズムシートを配置した場合と同様の効果を得ることができる。さらに、プリズムシートを設ける必要がなくなるので、シートを配置することで、形成される空隙により生じる光の減衰(輝度の低下)を無くすことができ、面状照明装置としての光の利用効率つまり光の出射効率をプリズムシートを配置する場合よりも高くすることができる。さらに、プリズムシートを設ける必要がないので、装置をより小型化(薄型化)することもできる。
本実施形態では、光射出面に向かって、その間隔が狭くなり、頂点で交わる1対の輪郭線で構成され、各輪郭線が、光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、頂点に近い先端側(1対の先端面)より、頂点から遠い平行溝の基端側(1対の基端面)の方が鋭角となる形状を有する導光板を用いたが、これに限定されず、例えば、三角形、双曲線等の光射出面に向かう先端部分に向かって細くしていく形状の平行溝を有する導光板を用いる場合も平行溝の側面(1対の先端面および1対の基端面)を除く導光板の表面にプリズムを形成することで、上記と同様の効果を得ることができる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the prism sheet is disposed on the light exit surface side of the light guide plate and / or between the inclined surface of the light guide plate and the reflection sheet, but the present invention is not limited to this. First, a prism whose groove is parallel to the axis of the rod-shaped light source directly on the surface of the light guide plate excluding the side surfaces (a pair of front end surfaces and a pair of base end surfaces) of the parallel grooves, for example, the light exit surface and / or the inclined surface. It may be engraved.
For example, the
As described above, by forming the prism on the surface of the light guide plate excluding the side surfaces (a pair of front end surfaces and a pair of base end surfaces) of the parallel grooves, the same effect as in the case of arranging the prism sheet can be obtained. . Furthermore, since there is no need to provide a prism sheet, the arrangement of the sheet makes it possible to eliminate light attenuation (decrease in luminance) caused by the formed gap, and the light use efficiency as a planar illumination device, that is, light The emission efficiency can be made higher than when a prism sheet is arranged. Furthermore, since it is not necessary to provide a prism sheet, the apparatus can be further downsized (thinned).
In the present embodiment, the interval is narrowed toward the light exit surface, and is configured by a pair of contour lines that intersect at the apex, and each contour line is a portion where the inclination angle with respect to a line perpendicular to the light exit surface changes. The light guide plate having a shape in which the base end side (a pair of base end surfaces) of the parallel groove far from the apex has a sharper angle than the front end side (a pair of front end surfaces) close to the apex is used. For example, in the case of using a light guide plate having a parallel groove having a shape that narrows toward a tip portion that faces a light exit surface, such as a triangle or a hyperbola, the side surfaces of the parallel grooves (a pair of tip surfaces and one pair of tip surfaces) By forming a prism on the surface of the light guide plate excluding the pair of base end faces, the same effect as described above can be obtained.
ここで、傾斜面に形成するプリズムは、頂角θp1を100°≦θp1≦140°とすることが好ましい。また、光射出面に形成するプリズムは、頂角θp2を40°≦θp2≦70°とすることが好ましい。形成するプリズムの頂角θp1および頂角θp2を上記範囲とすることで、面状照明装置としての出射効率をより好適に向上させることができる。 Here, the prism formed on the inclined surface preferably has an apex angle θ p1 of 100 ° ≦ θ p1 ≦ 140 °. The prism formed on the light exit surface preferably has an apex angle θ p2 of 40 ° ≦ θ p2 ≦ 70 °. By setting the apex angle θ p1 and apex angle θ p2 of the prism to be formed within the above ranges, the emission efficiency as the planar illumination device can be more suitably improved.
2 バックライトユニット
4 液晶表示パネル
6 駆動ユニット
10 液晶表示装置
12 光源
14 拡散シート
16、17、19 プリズムシート
18 導光板
18a、52 光射出面
18b 厚肉部
18c 薄肉端部
18d 傾斜面
18e、80 傾斜背面部
18f 平行溝
18g 平行面
18h、18h’、40 1対の先端面
18i、18i’、70、72、76 1対の基端面
20 リフレクタ
22 反射シート
24 反射板
25、26 プリズム
54a、54b 円弧曲線
56 交点
64a、64b 放物線
72a、72b、82a、82b、84a、84b 曲線
74、78 側面
92 網点パターン
2
Claims (11)
前記導光板の前記平行溝に収納される棒状光源と、
前記平行溝を塞ぐように前記棒状光源を背後に設けられるリフレクタと、
前記導光板の前記厚肉部の両側の前記傾斜背面部の前記傾斜背面に取り付けられる反射シートと、
前記導光板の前記矩形状光射出面上に配置される拡散シートと、
前記導光板の前記矩形状光射出面上に積層される網点シートと、
前記網点シートと平行に所定の間隔だけ離れて配置される網点プレートと、を有し、
照明光の輝度むらの発生を効果的に抑制するために、前記網点シートの網点パターンを、高周波の輝度むらを抑制するためのパターンで構成し、前記網点プレートの網点パターンを、低周波の輝度むらを抑制するパターンで構成することを特徴とする面状照明装置。 A light emitting surface having a rectangular outer shape and having a recess formed substantially parallel to one side thereof; a thick wall portion substantially parallel to the one side and positioned at a substantially central portion of the rectangular light emitting surface; A pair of thin-walled end portions formed substantially parallel to the portion, and substantially at the center of the thick-walled portion, on the opposite side of the rectangular light emitting surface, and substantially parallel to the one side, and accommodates a rod-shaped light source. parallel grooves for the wall thickness becomes thin toward each of the thin end portions on both sides of the pair of thick portions in the orthogonal direction substantially orthogonal to the one side, respectively a pair on both sides of the parallel groove and inclined rear portions of the pair forming the inclined rear planes of the transparent light guide plate to have a,
A rod-shaped light source housed in the parallel groove of the light guide plate;
A reflector provided behind the bar light source so as to close the parallel grooves;
A reflective sheet attached to the inclined back surface of the inclined back surface on both sides of the thick portion of the light guide plate;
A diffusion sheet disposed on the rectangular light exit surface of the light guide plate;
A halftone dot sheet laminated on the rectangular light exit surface of the light guide plate;
A halftone dot plate arranged in parallel with the halftone dot sheet at a predetermined interval, and
In order to effectively suppress the occurrence of luminance unevenness of the illumination light, the halftone dot pattern of the halftone sheet is configured with a pattern for suppressing high-frequency luminance unevenness, and the halftone dot pattern of the halftone dot plate, A planar illumination device comprising a pattern that suppresses low-frequency luminance unevenness .
前記直交方向の断面形状における前記平行溝の各輪郭線は、前記矩形状光射出面に垂直な線に対する傾斜角度が変化する部分を有し、前記頂点に近い先端側より、前記頂点から遠い前記平行溝の基端側の方が鋭角となるように構成したことを特徴とする請求項1に記載の面状照明装置。 The parallel groove, in the cross-sectional shape in the orthogonal direction, is configured with a pair of contour lines that are narrowed toward the rectangular light exit surface and intersect at the apex,
Each contour line of the parallel groove in the cross-sectional shape in the orthogonal direction has a portion in which an inclination angle with respect to a line perpendicular to the rectangular light exit surface changes, and is farther from the vertex than the tip side near the vertex. 2. The planar lighting device according to claim 1, wherein the base end side of the parallel groove has an acute angle.
前記直交方向の断面形状における前記平行溝の1対の輪郭線は、前記平行溝の中心を含み且つ前記矩形状光射出面に垂直となる面に対して対称であり、
前記平行溝の先端部分は、前記平行溝の前記直交方向の断面形状において、前記平行溝の前記矩形状光射出面に垂直な中心線に対して、前記矩形状光射出面に向かってその間隔が対称に狭くなる請求項1または2に記載の面状照明装置。 The pair of inclined back surface portions are symmetric with respect to a plane that includes an axis of the rod-shaped light source and is perpendicular to the rectangular light exit surface;
A pair of contour lines of the parallel grooves in the cross-sectional shape in the orthogonal direction is symmetric with respect to a plane that includes the center of the parallel grooves and is perpendicular to the rectangular light exit surface;
The front end portion of the parallel groove is spaced from the center line perpendicular to the rectangular light exit surface of the parallel groove toward the rectangular light exit surface in the cross-sectional shape of the parallel groove in the orthogonal direction. The planar illumination device according to claim 1 or 2, wherein becomes narrower symmetrically.
前記1対の先端面は、前記矩形状光射出面に対して垂直かつ前記棒状光源の中心を通過する線に対して所定角度の傾斜を有する線分で形成され、頂部が曲面形状で形成され、
前記1対の基端面は、前記矩形状光射出面に対して垂直な線分または前記平行溝の中心に向かって凹状の曲線で形成され、
さらに、前記1対の先端面の線分を延長した線と、前記矩形状光射出面と平行でかつ前記導光板の下端を通る線との交点と、前記1対の基端面の下端との間に平行面が設けられる請求項1〜4のいずれか一項に記載の面状照明装置。 The parallel grooves are formed by a pair of distal end surfaces constituting a distal end portion and a pair of proximal end surfaces constituting a proximal end portion in the cross-sectional shape in the orthogonal direction,
The pair of tip surfaces are formed as line segments that are perpendicular to the rectangular light exit surface and have a predetermined angle with respect to a line passing through the center of the rod-shaped light source, and the tops are formed in a curved shape. ,
The pair of base end surfaces are formed by a line segment perpendicular to the rectangular light exit surface or a concave curve toward the center of the parallel groove,
Further, an intersection of a line obtained by extending a line segment of the pair of distal end surfaces, a line parallel to the rectangular light exit surface and passing through the lower end of the light guide plate, and a lower end of the pair of proximal end surfaces The planar illumination device according to any one of claims 1 to 4 , wherein a parallel plane is provided therebetween .
前記1対の先端面は、双曲線で形成され、
前記1対の基端面は、前記矩形状光射出面に対して垂直な線分または前記平行溝の中心に向かって凹状の曲線で形成され、
さらに、前記1対の先端面の双曲線を延長した線と、前記矩形状光射出面と平行でかつ前記導光板の下端を通る線との交点と、前記1対の基端面の下端との間に平行面が設けられる請求項1〜4のいずれか一項に記載の面状照明装置。 The parallel grooves are formed by a pair of distal end surfaces constituting a distal end portion and a pair of proximal end surfaces constituting a proximal end portion in the cross-sectional shape in the orthogonal direction,
The pair of tip surfaces is formed by a hyperbola,
The pair of base end surfaces are formed by a line segment perpendicular to the rectangular light exit surface or a concave curve toward the center of the parallel groove,
Further, between the intersection of a line obtained by extending the hyperbola of the pair of distal end surfaces, a line parallel to the rectangular light exit surface and passing through the lower end of the light guide plate, and the lower end of the pair of proximal end surfaces a spread illuminating apparatus according to any one of claims 1 to 4, parallel surfaces is provided.
前記1対の先端面は、双曲線で形成され、
前記1対の基端面は、前記矩形状光射出面に対して垂直な線分で形成される請求項1〜4のいずれか一項に記載の面状照明装置。 The parallel grooves are formed by a pair of distal end surfaces constituting a distal end portion and a pair of proximal end surfaces constituting a proximal end portion in the cross-sectional shape in the orthogonal direction,
The pair of tip surfaces is formed by a hyperbola,
The planar illumination device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the pair of base end surfaces are formed by line segments perpendicular to the rectangular light exit surface.
前記面状照明装置の光射出面側に配置される液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを駆動する駆動ユニットと、を有することを特徴とする液晶表示装置。 A surface illumination device according to any one of claims 1 to 10 ,
A liquid crystal display panel disposed on the light exit surface side of the planar illumination device;
And a drive unit for driving the liquid crystal display panel.
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