JP2003344672A - Light guide sheet and display lighting device using same - Google Patents
Light guide sheet and display lighting device using sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、透過型画像表示素
子などの表示画面を用いたディスプレイにおける内蔵光
源からの照明光を、表示画面内で均一に照射するための
照明装置の改良に関し、特に液晶表示装置（ＬＣＤ）の
照明装置において、導光体内を光源からの照射光を伝送
させる手法を採用した薄板の導光シートを用いたディス
プレイ照明装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of an illuminating device for uniformly irradiating an illumination light from a built-in light source in a display using a display screen such as a transmissive image display device, within the display screen, The present invention relates to a display lighting device using a thin light guide sheet that employs a method of transmitting irradiation light from a light source inside a light guide in a liquid crystal display (LCD) lighting device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】内蔵の照明光源を備える表示装置（ディ
スプレイ）のうち、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid
Crystal Display）の普及が顕著であり、表示光を生成
するための光源（バックライトやエッジライト）からの
照明光を、表示画面内での輝度や照射方向を均一にする
ための導光ユニットを備えるタイプの装置の普及も著し
い。2. Description of the Related Art Among display devices having a built-in illumination light source, a liquid crystal display (LCD: Liquid) is used.
Crystal Display) has become very popular, and a light guide unit for making the illumination light from the light source (backlight or edge light) for generating the display light uniform in the brightness and irradiation direction within the display screen is installed. The spread of equipment of the type equipped is also remarkable.
【０００３】本明細書では、表示画面の背面（観察者と
反対側）から、直接表示画面を照明するタイプの照明手
段を「直下型バックライト」、表示画面の外（側面な
ど）に配置された光源からの照明光を、表示画面の背面
に配置された導光ユニットを経由させた上で表示画面を
照明するタイプの照明手段を「エッジライト型バックラ
イト（以下、単にエッジライトとする）」と称すること
とする。In this specification, an illuminating means of a type that directly illuminates the display screen from the back surface of the display screen (on the side opposite to the observer) is arranged outside the display screen (side surface, etc.). The edge light type backlight (hereinafter simply referred to as edge light) is a type of illumination means that illuminates the display screen after passing the illumination light from the light source through the light guide unit arranged on the back surface of the display screen. ".
【０００４】液晶ディスプレイ用バックライトにはエッ
ジライト方式が多く用いられており、透光性材料からな
る導光板と、その側面端部に設けられた冷陰極管等から
なる線光源と、導光板の下面と線光源を覆うように配置
された光反射フィルムと、出光面となる導光板の上面に
配置された光拡散フィルムやレンズシートで構成される
導光ユニットが代表的である。An edge light system is often used for a backlight for a liquid crystal display, and a light guide plate made of a translucent material, a line light source made of a cold cathode tube or the like provided at an end portion of a side surface thereof, and a light guide plate. A light guide unit configured by a light reflection film arranged so as to cover the lower surface and the linear light source, and a light diffusion film or a lens sheet arranged on the upper surface of the light guide plate serving as a light emitting surface is typical.
【０００５】光源からの距離に起因する出光量の不均一
を改善するため、導光板の裏面には光拡散インキからな
るドット状のパターンが、光源から離れるにしたがって
大きくなるように印刷されるなどの手法が採用される。
光拡散フィルムは、光を均一に拡散し、導光板の裏面に
印刷されたドット状パターンを見えなくすることを主目
的として配置され、レンズシートは導光板から出射した
光を効率良く液晶パネルの正面方向に集光するために、
光拡散フィルムの上面もしくは光拡散フィルムと導光板
の間に１枚もしくは２枚配される。In order to improve the non-uniformity of the amount of light emitted due to the distance from the light source, a dot-like pattern made of light diffusion ink is printed on the back surface of the light guide plate so as to become larger as the distance from the light source increases. Method is adopted.
The light diffusion film is arranged for the main purpose of uniformly diffusing light and obscuring the dot pattern printed on the back surface of the light guide plate, and the lens sheet efficiently reflects the light emitted from the light guide plate of the liquid crystal panel. In order to collect light in the front direction,
One or two sheets are arranged on the upper surface of the light diffusion film or between the light diffusion film and the light guide plate.
【０００６】上記レンズシートとしては、放射光を所望
の角度範囲内で均一等方的に拡散させるために、三角プ
リズム型の単位レンズ部を多数平行に配置したレンズシ
ート（プリズムシート）が用いられており、ＢＥＦ（Br
ightness Enhancement Film：商品名 住友３Ｍ製）と
称されている。As the lens sheet, a lens sheet (prism sheet) in which a large number of triangular prism type unit lens portions are arranged in parallel is used in order to diffuse the emitted light uniformly and isotropically within a desired angle range. And BEF (Br
ightness Enhancement Film: Product name Sumitomo 3M).
【０００７】また、エッジライト方式などにおける他の
導光ユニットとして、光ファイバーを用いる各種手法が
公知である。光ファイバーを用いる利点としては、光源
からの照明光を、照明対象まで損失を少なく伝送可能で
ある点や、光源から照明対象に至る光路を曲げることも
可能であるため、導光ユニットの構成上の自由度が向上
することにある。光ファイバーを用いた導光ユニットが
記載された文献を以下に例示する。Further, various techniques using an optical fiber are known as other light guide units in the edge light system and the like. The advantage of using the optical fiber is that the illumination light from the light source can be transmitted to the illumination target with little loss and the optical path from the light source to the illumination target can be bent, so This is to improve the degree of freedom. Documents describing a light guide unit using an optical fiber are exemplified below.
【０００８】特開平６−222362
液晶表示装置を背後から照明する照明装置において、微
小収束レンズアレーと各微小収束レンズの焦点に配置さ
れた微小２次光源とからなり、ほぼ平行な光を照射する
ことを特徴とする液晶表示装置用照明装置。[0008] In the illumination device for illuminating from behind the Hei 6-222362 a liquid crystal display device consists of a small convergent lens array with a small secondary light source disposed at the focal point of each micro condensing lens to irradiate the substantially parallel light A lighting device for a liquid crystal display device, which is characterized in that:
【０００９】特開平９−252825
赤緑青三原色に対応する画素が設けられたＬＣＤパネル
と、前記ＬＣＤパネルを背面からの透過光で照明するバ
ックライト光源ユニットと、前記ＬＣＤパネルの前記画
素に対し夫々の画素が対応する原色のみが透過するもの
とする波長選択手段とが設けられて成るフルカラーＬＣ
Ｄ表示装置において、前記バックライト光源ユニットは
発光面が前記ＬＣＤパネルの前記画素に対応して赤緑青
の発光ブロックに分割されて前記波長選択手段とされて
いることを特徴とするフルカラーＬＣＤ表示装置。 JP-A-9-252825 LCD panel provided with pixels corresponding to the three primary colors of red, green and blue, a backlight light source unit for illuminating the LCD panel with transmitted light from the back surface, and the pixels of the LCD panel respectively. Full-color LC provided with wavelength selection means for transmitting only the primary color corresponding to the pixel
In the D display device, the backlight light source unit has a light emitting surface divided into red, green, and blue light emitting blocks corresponding to the pixels of the LCD panel to serve as the wavelength selecting means. .
【００１０】特開平10−288782
カラーディスプレイ用光ファイバーバックライトモジュ
ールであって、光源と、前記光源に接続されて並行に配
列され、前記光源からの放射光を伝送し、側面から光を
放射して第一層の光ファイバーを形成する複数の側面放
射光ファイバーと、前記側面放射光ファイバーが隣接す
る間に設けられた複数のコラム隔離部品とを有すること
を特徴とするカラーディスプレイ用光ファイバーバッツ
クライトモジュール。 JP-A-10-288782 is an optical fiber backlight module for a color display, which is connected to the light source and arranged in parallel, transmits the emitted light from the light source, and emits the light from the side surface. An optical fiber batskite module for a color display, comprising: a plurality of side emitting optical fibers forming a first layer of optical fibers; and a plurality of column isolation parts provided between adjacent side emitting optical fibers.
【００１１】特開2000−231816
少なくとも１つのＬＥＤと、出射端をほぼ直線状に配す
ると共に入射端を前記ＬＥＤに対向するように配した複
数の光ファイバーと、前記ＬＥＤと前記光ファイバーの
入射端を光学的に連結する光連結手段とを有することを
特徴とする光源装置。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-231816, at least one LED, a plurality of optical fibers each having an emission end arranged substantially linearly and an incidence end facing the LED, and the LED and the incidence end of the optical fiber. A light source device, comprising: an optical connecting means for optically connecting.
【００１２】上記で例示した何れの導光ユニットにおい
ても、導光体としての光ファイバーは、一端から光線を
入射させ、他端から照明対象に向けて照明光を出射する
構成となっている。上記構成の場合、表示画面全体を照
明するには、画面サイズが大きくなるほど、多数本の光
ファイバーを要することになり、導光ユニットのコスト
アップを招くだけでなく、入射側から射出側までのファ
イバー長さおよび多数本のファイバー束に応じて、導光
ユニットが大がかりな構造となり、表示装置全体の厚さ
・重量などの増大に及ぼす影響は大きい。In any of the above-mentioned light guide units, the optical fiber as the light guide has a structure in which a light beam is incident from one end and illuminating light is emitted from the other end toward an illumination target. In the case of the above configuration, in order to illuminate the entire display screen, the larger the screen size, the more optical fibers are required, which not only increases the cost of the light guide unit, but also the fibers from the entrance side to the exit side. The light guide unit has a large-scale structure according to the length and the number of fiber bundles, and has a large effect on the increase in thickness and weight of the entire display device.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、光源からの
照明光を、照明対象まで損失を少なく伝送可能な導光体
を用い、光源から照明対象に至る光路を自在に形成する
ことが可能で、導光ユニットの構成上の自由度が向上す
るだけでなく、構造がコンパクトな導光ユニットを提供
することを主な目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, an optical path from a light source to an illumination target can be freely formed by using a light guide body capable of transmitting the illumination light from the light source to the illumination target with less loss. Therefore, the main purpose is to provide a light guide unit having a compact structure as well as improving the degree of freedom in the configuration of the light guide unit.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明によるディスプレ
イ照明装置は、線状の導光体を、表示画面とほぼ平行な
基材表面でパターニングして配置した構成の導光シート
と、照明光源とを備え、前記導光体の端部から入射した
光が前記導光体の複数箇所で照明対象に向って照明光と
して射出することを特徴とする。A display lighting device according to the present invention includes a light guide sheet having a structure in which a linear light guide is patterned and arranged on a surface of a base material substantially parallel to a display screen, and an illumination light source. The light entering from the end portion of the light guide body is emitted as illumination light toward the illumination target at a plurality of points of the light guide body.
【００１５】上記ディスプレイ照明装置における導光シ
ートで、導光体が配置されるパターンとしては、
（１）１本の導光体が、基材表面でほぼ全面に渡って往
復を繰り返してなる構成。（２）１本の導光体が、基材
表面でほぼ全面に渡って旋回を繰り返してなる構成。
（３）導光体が複数箇所で分岐することにより、基材表
面でほぼ全面に延び渡っている構成。（４）同一基材の
表面で、上記（１）〜（３）に記載される少なくとも１
種類のパターンを組み合わせてなる構成。などが採用さ
れる。In the light guide sheet of the display lighting device, the light guides are arranged in the following pattern: (1) One light guide is repeatedly reciprocated over the entire surface of the base material. . (2) A structure in which one light guide is repeatedly swirled over the entire surface of the base material.
(3) A configuration in which the light guide extends substantially all over the surface of the base material by branching at a plurality of points. (4) At least 1 described in the above (1) to (3) on the surface of the same substrate.
A configuration that combines types of patterns. Are adopted.
【００１６】また、異なる基材表面に、それぞれ導光体
をパターニングして配置した別々の導光シートを複数枚
重ね合わせることにより、１枚の導光シートとしても良
い。Further, a plurality of separate light guide sheets each having a light guide body patterned and arranged may be superposed on different substrate surfaces to form one light guide sheet.
【００１７】照明光の射出箇所は、表示画面内で均等な
間隔で配置されていることが、画面内での均一な輝度で
の照明の上で好ましい。It is preferable that the emission points of the illumination light are arranged at equal intervals on the display screen in terms of illumination with uniform brightness on the screen.
【００１８】また、平板状の基材表面に導光体を配置す
るにあたって、基材表面近傍に埋め込んだ状態でパター
ン状に配置しても良い。When arranging the light guide on the surface of the flat base material, it may be arranged in a pattern in a state of being embedded in the vicinity of the surface of the base material.
【００１９】導光体を構成する材料としては、基材より
も屈折率の大きい放射線硬化型樹脂の硬化物を用いても
良い。As the material forming the light guide, a cured product of a radiation curable resin having a refractive index larger than that of the base material may be used.
【００２０】また、ディスプレイ照明装置の使用形態と
しては、照明光源は、複数本の導光体それぞれの端部か
ら、導光体に応じて異なる表示色を規定する選択的な波
長幅の光を入射して伝送する構成としても良い。表示色
を規定する選択的な波長幅の光としては、Ｒ，Ｇ，Ｂの
３原色が一般的である。As a usage pattern of the display illuminating device, the illuminating light source emits light having a selective wavelength width for defining different display colors from the ends of the plurality of light guides. It may be configured to be incident and transmitted. As the light of the selective wavelength width that defines the display color, the three primary colors of R, G and B are generally used.
【００２１】上記のディスプレイ照明装置を搭載してな
る表示装置としては、照明光の出射箇所は、画素単位で
選択的に透過／非透過を規定することにより、表示パタ
ーンが決定される表示画面の画素と対応した構成である
ことが好適であり、前記表示画面としては、ＬＣＤが一
般的である。As a display device having the above-mentioned display illumination device mounted therein, the emission light emission point is defined on the display screen where the display pattern is determined by selectively defining transmission / non-transmission in pixel units. It is preferable that the display screen has a structure corresponding to pixels, and an LCD is generally used as the display screen.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
により詳細に説明する。
＜実施形態１＞図１は、本発明によるディスプレイ照明
装置10の一実施形態に係る概略を示す説明図である。導
光シート11は、基材２の表面で導光体３をパターニング
して配置した構成であり、照明光源１からの光線が、前
記導光体３の端部から入射して伝送される際に、前記導
光体３の複数箇所の射出口４から出射して、表示画面に
向って照明光となるように機能する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. <Embodiment 1> FIG. 1 is an explanatory view showing the outline of an embodiment of a display lighting device 10 according to the present invention. The light guide sheet 11 has a structure in which the light guide 3 is patterned and arranged on the surface of the base material 2. When the light beam from the illumination light source 1 enters from the end of the light guide 3 and is transmitted. In addition, it functions to emit light from a plurality of exit ports 4 of the light guide 3 and become illumination light toward the display screen.
【００２３】同図に示される本実施形態における導光体
３が形成されるパターンとしては、１本の導光体３が、
基材２の表面でほぼ全面に渡って往復を繰り返してなる
構成であり、射出口４を図示のように配置することによ
って、表示画面（図示せず）の全面に渡って均一に照明
光が照射されることになる。As a pattern for forming the light guide 3 in the present embodiment shown in the figure, one light guide 3 is
It has a structure in which the reciprocating is repeated over substantially the entire surface of the base material 2. By arranging the emission port 4 as shown in the drawing, the illumination light is uniformly distributed over the entire surface of the display screen (not shown). It will be irradiated.
【００２４】図２は、基材２の表面に導光体３を形成す
る状態を拡大して示す説明図であり、平坦な基材２の表
面に導光体３を形成する場合をａ）に、導光体３が形成
される箇所の基材２の表面を溝状に加工して、その溝部
に導光体３を埋め込んだ状態で形成する場合をｂ）に示
す。FIG. 2 is an enlarged view showing a state in which the light guide 3 is formed on the surface of the base material 2. In the case where the light guide 3 is formed on the flat surface of the base material 2, a). In b), the case where the surface of the base material 2 where the light guide 3 is formed is processed into a groove shape and the light guide 3 is embedded in the groove is shown in b).
【００２５】基材２と導光体３は、共に透光性がある場
合には、両者の界面で全反射を繰り返しながら光が伝送
する上では、屈折率の異なる材質である必要があり、一
般に導光体３の屈折率が大きい方が好ましい。射出口４
以外からの導光体３内部での伝送される光の損失を防ぐ
ために、射出口４以外の部分を光反射性の高い物質で被
覆するなどの手法も、適宜採用される。この場合は、基
材２と導光体３の屈折率に差異は必要ない。When both the base material 2 and the light guide 3 have a light-transmitting property, in order to transmit light while repeating total reflection at the interface between the base material 2 and the light guide body 3, it is necessary that the materials have different refractive indexes. Generally, it is preferable that the light guide 3 has a large refractive index. Ejection port 4
In order to prevent the loss of transmitted light inside the light guide body 3 from other than the above, a method of coating the portion other than the emission port 4 with a substance having high light reflectivity is also appropriately adopted. In this case, there is no need for a difference in the refractive index between the base material 2 and the light guide 3.
【００２６】導光体３に要求される特性として、
（１）光源からの入射光が損失少なく伝送される。
（２）各射出口４で、所望の光線（光量，波長，方向な
ど）が適切に出射する。
（３）結果として、表示画面全面での照明光の輝度分布
が均一になる。
などが挙げられる。The characteristics required of the light guide 3 are: (1) The incident light from the light source is transmitted with little loss. (2) A desired light beam (light amount, wavelength, direction, etc.) is appropriately emitted from each emission port 4. (3) As a result, the luminance distribution of the illumination light on the entire display screen becomes uniform. And so on.
【００２７】導光体３によるパターンの形成手段の例と
しては、基材２の表面に、フォトレジストなどによる感
光性樹脂層を全面に形成し、所望パターン状に感光性樹
脂層をパターニングするフォトリソ法による手法や、元
々ファイバー形状の導光体３を基材表面にパターン状に
張り巡らす手法などが考えられる。樹脂によるパターン
形成の別手法として、基材表面に、予めパターンに対応
する溝部を形成しておき、前記溝部にのみ導光体３とな
る樹脂を埋め込む手法も考えられる。導光体３の断面形
状は、同図に示すように矩形に限られるものではない。As an example of the means for forming a pattern by the light guide 3, a photolithography method is used in which a photosensitive resin layer of photoresist or the like is formed on the entire surface of the base material 2 and the photosensitive resin layer is patterned into a desired pattern. A method based on the method or a method in which the originally fiber-shaped light guide 3 is stretched around the substrate surface in a pattern is conceivable. As another method of forming a pattern with a resin, a method may be considered in which a groove corresponding to the pattern is formed on the surface of the base material in advance and the resin to be the light guide 3 is embedded only in the groove. The cross-sectional shape of the light guide 3 is not limited to a rectangle as shown in the figure.
【００２８】図３は、導光体３中を伝送する光線と、射
出口４にあたる導光体３の側面から射出する光線などの
光路を示す説明図である。導光体３の一端（同図左側）
から入射する光線が、他端（同図右側）に向って伝播す
る過程で、光線は、導光体３中で周囲との界面で反射
（主に、全反射）を繰り返しながら進行する。FIG. 3 is an explanatory view showing the optical paths of a light ray transmitted through the light guide body 3 and a light ray emitted from the side surface of the light guide body 3 corresponding to the exit port 4. One end of the light guide 3 (left side in the figure)
In the process in which the light ray incident from the light propagates toward the other end (the right side in the figure), the light ray travels while repeating reflection (mainly total reflection) at the interface with the surroundings in the light guide 3.
【００２９】この際、導光体３が均質ならば、導光体３
の一端からの入射光線は、殆ど損失することなく他端か
ら射出するが、本発明では、導光体３の複数箇所に射出
口４を形成するため、射出口４にあたる導光体３の一部
から照明光５を射出しながら伝送していく。射出口４
は、導光体３中に不均質な箇所があると、その部分での
全反射が生じず、導光体３内部から漏れ、表示画面へと
射出するように機能する。射出しなかった成分の光は、
その後も導光体３内を伝送し続ける。At this time, if the light guide 3 is homogeneous, the light guide 3
An incident light ray from one end of the light guide 3 is emitted from the other end with almost no loss. However, in the present invention, since the light exits 4 are formed at a plurality of positions of the light guide 3, one of the light guides 3 corresponding to the light exit 4 is formed. The illumination light 5 is emitted from the section and transmitted. Ejection port 4
When the light guide 3 has an inhomogeneous portion, it does not cause total reflection at that portion, leaks from the inside of the light guide 3 and is emitted to the display screen. The light of the components that did not emit,
After that, the light continues to be transmitted in the light guide 3.
【００３０】導光体３内部から射出光を生じさせるため
の不均質な部分の形態としては、
１）その部分のサイズ（幅・厚さなど）を変更する。
２）その部分の屈折率を変更する。
３）その部分に微細凹凸などの機械的な加工を施し、前
記凹凸に応じた光散乱や回折が生じるようにする。
などが考えられる。As the form of the inhomogeneous portion for generating the emitted light from the inside of the light guide 3, 1) the size (width, thickness, etc.) of the portion is changed. 2) Change the refractive index of that part. 3) The part is subjected to mechanical processing such as fine unevenness so that light scattering or diffraction according to the unevenness occurs. And so on.
【００３１】上記パターンでは、入射光線が損失なく導
光体３の入射端から他端に至るまで伝送するためには、
往復を繰り返すためのコーナーにおいて、表示のための
照明光とはならない光が導光体３内から射出しない構
成，および伝送される光が逆に戻らない構成である必要
があり、前記コーナー部分での導光体３に光が漏洩しな
いための反射処理などが施される必要がある。In the above pattern, in order to transmit the incident light from the incident end of the light guide 3 to the other end without loss,
In the corner for repeating the round trip, it is necessary that the light which does not become the illumination light for display does not exit from the inside of the light guide body 3 and the transmitted light does not return in the opposite direction. It is necessary to perform a reflection process or the like to prevent light from leaking to the light guide body 3.
【００３２】＜実施形態２＞図４は、本発明によるディ
スプレイ照明装置10の第２の実施形態に係る概略を示す
説明図である。同図では、同一の構成要素については同
一の符号を付しており、それらの機能や形成方法なども
共通であるため、説明は省略するが、実施形態１との相
違は、本実施形態では、１本の導光体３が、基材２表面
でほぼ全面に渡って旋回を繰り返してなる構成である点
にある。同図に示す構成でも、入射光線が損失なく導光
体３の入射端から他端に至るまで伝送するためには、コ
ーナーにおいて、表示のための照明光とはならない光が
導光体３内から射出しない構成，および伝送される光が
逆に戻らない構成である必要がある。<Embodiment 2> FIG. 4 is an explanatory view showing the outline of a display illumination device 10 according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals are given to the same constituent elements, and their functions and forming methods are also common, so description thereof will be omitted, but the difference from the first embodiment is that in the present embodiment. The point is that one light guide 3 is configured to be repeatedly swirled over substantially the entire surface of the base material 2. Even in the configuration shown in the figure, in order to transmit the incident light rays from the incident end of the light guide 3 to the other end without loss, light that does not serve as illumination light for display in the light guide 3 at the corners. It is necessary to have a configuration that does not emit light from the device and a configuration that the transmitted light does not return to the opposite.
【００３３】＜実施形態３＞図５は、本発明によるディ
スプレイ照明装置10の第３の実施形態に係る概略を示す
説明図である。本実施形態は、図５ａ）に示すように、
導光体３が複数箇所で分岐することにより、基材２表面
でほぼ全面に延び渡っている構成である点が特徴であ
る。同図に示す構成でも、入射光線が損失なく導光体３
の入射端から分岐されたそれぞれの終端に至るまで伝送
するためには、コーナーにおいて、表示のための照明光
とはならない光が導光体３内から射出しない構成，およ
び伝送される光が逆に戻らない構成である必要がある。<Third Embodiment> FIG. 5 is an explanatory view showing an outline of a display lighting device 10 according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, as shown in FIG.
A feature is that the light guide 3 is branched at a plurality of points so that the light guide 3 extends almost all over the surface of the base material 2. Even in the configuration shown in the figure, the light guide 3 does not lose incident light.
In order to transmit the light from the incident end to each of the branched ends, the light that does not become the illumination light for display is not emitted from the light guide 3 at the corner, and the transmitted light is reversed. It must be a configuration that does not return to.
【００３４】＜実施形態４＞本実施形態（第４の実施形
態）は、図５ｂ）に示すように、導光体３のパターン
が、図５ａ）のような櫛歯状で多数の端部（非入射側）
を有する構成ではなく、開放された端部を持たない構成
である点が特徴である。同図に示すように、導光体３の
パターンの一端からだけでなく、表示画面内で最も遠い
位置にある他端からも光線を入射させて、表示画面内で
の照明光による輝度の分布の均一化を図ることも、好適
な改良である。<Embodiment 4> In the present embodiment (fourth embodiment), as shown in FIG. 5b), the pattern of the light guide 3 has a comb-teeth shape as shown in FIG. (Non-incident side)
The feature is that it is not a structure having an open end, but a structure having no open end. As shown in the figure, not only from one end of the pattern of the light guide 3 but also from the other end at the farthest position in the display screen, a light beam is made incident, and the distribution of the brightness due to the illumination light in the display screen. It is also a suitable improvement to make the above uniform.
【００３５】＜実施形態５＞本実施形態（第５の実施形
態）は、図６に示すように、実施形態３に記載されるよ
うな１本の導光体が櫛歯状に分岐してなる構成の導光体
パターンが、同一基材２の表面で２種類組み合わせてな
る（３ａと３ｂ）構成のパターンを有する場合に係る説
明である。それぞれの導光体パターン３ａと３ｂには、
射出口４ａ，４ｂがそれぞれ複数箇所に形成される。<Embodiment 5> In the present embodiment (fifth embodiment), as shown in FIG. 6, one light guide as described in Embodiment 3 is branched into a comb shape. This is a description relating to a case where the light guide pattern having the above-mentioned configuration has a pattern of the configuration (3a and 3b) formed by combining two types on the surface of the same base material 2. In each of the light guide patterns 3a and 3b,
The ejection openings 4a and 4b are formed at a plurality of locations, respectively.
【００３６】同一基材２の表面で複数種類の導光体パタ
ーンを組み合わせる手法は、本実施形態のように、実施
形態３に記載されるような１本の導光体が分岐してなる
構成のパターン同士に限らず、実施形態１，２，３から
選択される少なくとも１種類のパターンが２種類以上組
み合わせてなる構成（１−１，１−２，１−３，２−
２，２−３など。１−１−２，１−１−３，１−２−３
など３種類の組み合わせも可能。）であっても良い。The method of combining a plurality of types of light guide patterns on the surface of the same base material 2 is such that one light guide is branched as described in the third embodiment as in the present embodiment. The pattern is not limited to each other, but at least one pattern selected from the first, second, and third embodiments is a combination of two or more patterns (1-1, 1-2, 1-3, 2-
2, 2-3, etc. 1-1-2, 1-1-3, 1-2-3
Combinations of 3 types are also possible. ) Is acceptable.
【００３７】本実施形態によれば、ディスプレイ照明装
置の使用形態としては、照明光源は、複数本の導光体そ
れぞれの端部から、導光体に応じて異なる表示色を規定
する選択的な波長幅の光を入射して伝送する構成とする
ことが可能となる。例えば、図６の場合、パターン３ａ
の始端から、赤に対応する波長の光線を発する光源１ａ
により赤色の光線を入射させ、射出口４ａから赤色の照
明光を射出させ、図示しない表示画面における射出口４
ａに対応する画素は、フルカラー画像のうち赤を表示す
る画素が配置された構成とし、パターン３ｂの始端から
は、別な色（青または緑）に対応する波長の光線を伝送
させるような使用形態である。導光パターンが３種類存
在し、それぞれからの射出口が、表示画面の３原色を表
す画素と対応していると、フルカラー画像の表示の上
で、カラーフィルターを必要としない画期的なディスプ
レイが実現される。（図７参照）According to the present embodiment, as a usage pattern of the display lighting device, the illumination light source is a selective light source that defines different display colors from the end portions of the plurality of light guides. It is possible to adopt a configuration in which light having a wavelength width is incident and transmitted. For example, in the case of FIG. 6, pattern 3a
Light source 1a that emits a ray of wavelength corresponding to red from the beginning of
To enter the red light beam, and to emit the red illumination light from the exit port 4a.
The pixel corresponding to a has a configuration in which pixels that display red in the full-color image are arranged, and is used for transmitting a light beam having a wavelength corresponding to another color (blue or green) from the start end of the pattern 3b. It is a form. If there are three types of light guide patterns, and the exits from each correspond to the pixels that represent the three primary colors of the display screen, an epoch-making display that does not require a color filter when displaying a full-color image. Is realized. (See Figure 7)
【００３８】＜実施形態６＞本実施形態（第６の実施形
態）は、図８ａ）に示すように、実施形態１に記載され
るような１本の導光体が往復を繰り返してなる構成の導
光体パターンを、異なる基材表面にそれぞれ配置した別
々の導光シート11，12とを重ね合わせることにより、１
枚の導光シートとした場合に係る説明である。このよう
に、複数枚の導光シートを積層することで、１枚の基材
だけでは導光体パターンの形成密度（さらには、射出口
４の配置密度）を高くする上で困難であっても、別々の
基材に配置した導光体パターン（および射出口４）を重
ね合わせることで、高密度化への対応が容易になる。図
８ｂ）に例示するように、導光シート11上の導光体パタ
ーン３ａ，射出口４ａ（矩形）と、導光シート12上の導
光体パターン３ｂ，射出口４ｂ（十字形）とを組み合わ
せてなる照明装置が１枚の表示画面に対応し、例えば、
４ａは赤，４ｂは青の画素に対応させるなど、異なる色
の照明光を対応する画素に照明する用途に用いる上でも
好適である。本実施形態において、導光シートを２枚で
なく、それぞれが赤，緑，青に対応する３枚の導光シー
トを重ね合わせることが、フルカラーの画像表示の上で
好ましい。<Embodiment 6> In this embodiment (sixth embodiment), as shown in FIG. 8A, one light guide member as described in the first embodiment is configured to repeat reciprocation. By stacking the light guide patterns of 1 and 2 on different light guide sheets 11 and 12 respectively arranged on different substrate surfaces,
It is an explanation concerning the case where a single light guide sheet is used. As described above, by stacking a plurality of light guide sheets, it is difficult to increase the formation density of light guide patterns (further, the arrangement density of the emission ports 4) with only one base material. Also, by superimposing the light guide patterns (and the emission openings 4) arranged on different base materials, it is easy to deal with higher density. As illustrated in FIG. 8b), the light guide pattern 3a and the emission port 4a (rectangle) on the light guide sheet 11 and the light guide pattern 3b and the emission port 4b (cross shape) on the light guide sheet 12 are formed. A combination of lighting devices corresponds to one display screen, for example,
It is also suitable for use in illuminating corresponding pixels with illumination light of different colors, for example, 4a corresponds to red pixels and 4b corresponds to blue pixels. In the present embodiment, it is preferable in view of full-color image display to stack not three light guide sheets but three light guide sheets corresponding to red, green and blue, respectively.
【００３９】上記何れかの実施形態に基づく導光シート
を有する照明装置を、液晶表示装置の照明ユニットに適
用する様子を、図９に概念的に示す。図９ａ）に示すよ
うに、照明装置の導光シート11を、液晶表示素子（液晶
パネル）30の背面に配置する。この際、導光シート11か
らの照明光の射出箇所（射出口４）と、液晶パネル30の
画素とを、両者の数が等しい場合には１：１で、後者の
数が多い場合には１：ｎで均等に対応するように配置す
ることが望ましい。FIG. 9 conceptually shows how the lighting device having the light guide sheet according to any one of the above embodiments is applied to the lighting unit of the liquid crystal display device. As shown in FIG. 9 a), the light guide sheet 11 of the lighting device is arranged on the back surface of the liquid crystal display element (liquid crystal panel) 30. At this time, when the number of the illumination light emitted from the light guide sheet 11 (emission port 4) and the number of pixels of the liquid crystal panel 30 are equal to each other, the ratio is 1: 1. It is desirable to arrange them so as to correspond evenly with 1: n.
【００４０】図９ｂ）は、液晶パネル30の画素33（矩
形）と導光シート1の射出口４（十字形）との対応関係
を示す平面図である。同図では、ＬＣＤの画素配列がマ
トリクス配列された場合を例示したが、図10に示すよう
に、
ａ）ストライプ状
ｂ）マトリクス状
ｃ）デルタ状
などの各種形態がある。FIG. 9 b) is a plan view showing the correspondence between the pixels 33 (rectangle) of the liquid crystal panel 30 and the exits 4 (cross shape) of the light guide sheet 1. In the figure, the case where the pixel array of the LCD is arranged in matrix is illustrated, but as shown in FIG. 10, there are various forms such as a) stripe shape b) matrix shape c) delta shape.
【００４１】画素それぞれが、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色に対
応する画素に分割され、フルカラー画像を表示する場合
には、上記ａ）のストライプ・パターンは、３原色それ
ぞれに対応した色の配列であり、各色に対応する波長の
照明をストライプ単位で行ない、１本のストライプ内に
配置された複数の画素を同じ色で表示する。When each pixel is divided into pixels corresponding to the three primary colors of R, G and B, and a full color image is displayed, the stripe pattern of a) above is arranged in an array of colors corresponding to each of the three primary colors. That is, the illumination of the wavelength corresponding to each color is performed in stripe units, and a plurality of pixels arranged in one stripe are displayed in the same color.
【００４２】図９では、ディスプレイとしてＬＣＤを例
示したが、それに限られるものではなく、画素単位で選
択的に透過／非透過を規定することにより、表示パター
ンが決定される透過型画像表示素子については、本発明
による照明装置が適用できる。In FIG. 9, an LCD is shown as an example of the display, but the present invention is not limited to this, and a transmissive image display element in which a display pattern is determined by selectively defining transmissive / non-transmissive in pixel units Can be applied to the lighting device according to the present invention.
【００４３】[0043]
【発明の効果】本発明により、光源からの照明光を、照
明対象まで損失を少なく伝送することや、光源から照明
対象に至る光路を自在に形成することが可能であるだけ
でなく、導光ユニットの構成上の自由度が向上し、構造
がコンパクトで表示装置のコストアップを招くことがな
い導光ユニットが提供される。また、表示画面の画素に
合わせて照明光を射出させることができるため、光源か
らの光の利用効率が高く、輝度の高い表示が可能とな
る。さらに、本発明による照明装置は、導光体毎にそれ
から出射する光を、選択的に（赤，緑，青の３原色のよ
うに）使い分けることにより、フルカラー画像表示用に
適した構成に応用することも可能であり、カラーフィル
ターを必要としない新規な構成のフルカラー・ディスプ
レイの実現にもつながる。According to the present invention, it is possible not only to transmit the illumination light from the light source to the illumination target with little loss and to freely form the optical path from the light source to the illumination target, but also to guide the light. (EN) Provided is a light guide unit in which the degree of freedom in the configuration of the unit is improved, the structure is compact, and the cost of the display device is not increased. Further, since the illumination light can be emitted in accordance with the pixels of the display screen, the efficiency of use of the light from the light source is high and a display with high brightness can be performed. Further, the lighting device according to the present invention is applied to a configuration suitable for full-color image display by selectively using light emitted from each light guide body (like the three primary colors of red, green, and blue). It is also possible to realize a full-color display with a new structure that does not require a color filter.
【００４４】[0044]
【図１】本発明によるディスプレイ照明装置10の一実施
形態に係る概略を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an embodiment of a display lighting device 10 according to the present invention.
【図２】基材２の表面に導光体３を形成する状態を拡大
して示す説明図。FIG. 2 is an explanatory view showing an enlarged state of forming a light guide body 3 on the surface of a base material 2.
【図３】導光体３中を伝送する光線と、射出口４にあた
る導光体３の一部から射出する光線などの光路を示す説
明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an optical path of a light ray transmitted through the light guide body 3 and a light ray emitted from a part of the light guide body 3 corresponding to an emission port 4.
【図４】本発明によるディスプレイ照明装置10の第２の
実施形態に係る概略を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of a display lighting device 10 according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明によるディスプレイ照明装置10の第３，
第４の実施形態に係る概略を示す説明図。FIG. 5 shows a third and third display lighting device 10 according to the present invention.
Explanatory drawing which shows the outline which concerns on 4th Embodiment.
【図６】本発明によるディスプレイ照明装置10の第５の
実施形態に係る概略を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the outline of a display lighting device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図７】本発明によるディスプレイ照明装置10の第５の
実施形態を、３原色の組み合わせによるフルカラー画像
の表示用ディスプレイに適用する状態の一例を示す説明
図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a state in which the fifth embodiment of the display lighting device 10 according to the present invention is applied to a display for displaying a full-color image with a combination of three primary colors.
【図８】本発明によるディスプレイ照明装置10の第６の
実施形態に係る概略を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an outline of a display lighting device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図９】本発明による導光シートを有する照明装置を、
液晶表示装置の照明ユニットに適用する様子を概念的に
示す説明図。FIG. 9 shows a lighting device having a light guide sheet according to the present invention,
Explanatory drawing which shows notionally a mode applied to the illumination unit of a liquid crystal display device.
【図１０】液晶パネルにおける画素配列の各種形態を示
す説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram showing various forms of pixel arrangement in a liquid crystal panel.
１…照明光源 ２…基材 ３…導光体 ３ａ，３ｂ…導光体パターン ４…射出口 10…ディスプレイ照明装置 11，12…導光シート 1 ... Illumination light source 2 ... Base material 3 ... Light guide 3a, 3b ... Light guide pattern 4 ... Ejection port 10 ... Display lighting device 11, 12 ... Light guide sheet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H038 AA42 AA43 AA54 AA55 BA42 CA33 2H047 KA03 KA12 PA22 PA24 QA05 2H091 FA23Z FA24Z FA41Z FB02 FC18 FD04 FD06 FD24 GA02 LA11 LA30 2H093 NA62 NC42 ND17 NE06 5C096 AA22 BA02 BC20 CA06 CD02 CJ13 FA08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 2H038 AA42 AA43 AA54 AA55 BA42 CA33 2H047 KA03 KA12 PA22 PA24 QA05 2H091 FA23Z FA24Z FA41Z FB02 FC18 FD04 FD06 FD24 GA02 LA11 LA30 2H093 NA62 NC42 ND17 NE06 5C096 AA22 BA02 BC20 CA06 CD02 CJ13 FA08
Claims (13)
材表面でパターニングして配置した構成の導光シート
と、照明光源とを備え、 前記導光体の端部から入射した光が前記導光体の複数箇
所で照明対象に向って照明光として射出することを特徴
とするディスプレイ照明装置。1. A light guide sheet having a structure in which a linear light guide body is patterned and arranged on a surface of a base material substantially parallel to a display screen, and an illumination light source. The light guide sheet is incident from an end portion of the light guide body. A display illumination device, wherein the emitted light is emitted as illumination light toward an illumination target at a plurality of points of the light guide.
の導光体が、前記基材表面でほぼ全面に渡って往復を繰
り返してなる構成であることを特徴とする請求項１記載
のディスプレイ照明装置に用いられる導光シート。2. The pattern in which the light guides are arranged is configured such that one light guide is repeatedly reciprocated over substantially the entire surface of the base material. Light guide sheet used in the display lighting device of.
の導光体が、前記基材表面でほぼ全面に渡って旋回を繰
り返してなる構成であることを特徴とする請求項１記載
のディスプレイ照明装置に用いられる導光シート。3. The pattern in which the light guides are arranged has a structure in which one light guide is repeatedly swirled over substantially the entire surface of the base material. Light guide sheet used in the display lighting device of.
体が複数箇所で分岐することにより、基材表面でほぼ全
面に延び渡っている構成であることを特徴とする請求項
１記載のディスプレイ照明装置に用いられる導光シー
ト。4. The pattern in which the light guides are arranged is a structure in which the light guides are branched at a plurality of positions so as to extend over substantially the entire surface of the base material. Light guide sheet used in the display lighting device of.
本の導光体により、請求項２，３，４に記載される少な
くとも１種類のパターンを組み合わせてなる構成である
ことを特徴とする導光シート。5. A pattern in which the light guides are arranged is a combination of at least one kind of patterns described in claims 2, 3 and 4 by a plurality of light guides. A light guide sheet.
ーニングして配置した構成の請求項２〜５の何れかに記
載の導光シートを、複数枚重ね合わせて用いることを特
徴とする導光シート。6. A plurality of light guide sheets according to any one of claims 2 to 5 having a structure in which light guides are patterned and arranged on different base material surfaces, respectively. Light guide sheet.
間隔で配置されていることを特徴とする請求項２〜６の
何れかに記載の導光シート。7. The light guide sheet according to claim 2, wherein the emission points of the illumination light are arranged at equal intervals in the display screen.
状態でパターン状に配置した構成であることを特徴とす
る請求項２〜７の何れかに記載の導光シート。8. The light guide sheet according to claim 2, wherein the light guides are arranged in a pattern in a state of being embedded in the surface of a flat plate-shaped base material.
線硬化型樹脂の硬化物からなることを特徴とする請求項
２〜８の何れかに記載の導光シート。9. The light guide sheet according to claim 2, wherein the light guide is made of a cured product of a radiation curable resin having a refractive index larger than that of the base material.
端部から、導光体に応じて異なる表示色を規定する選択
的な波長幅の光を入射して伝送する構成であることを特
徴とする請求項５または６に記載の導光シートを用いた
ディスプレイ照明装置。10. The illumination light source is configured to enter and transmit light having a selective wavelength width that defines a display color different depending on the light guides, from the end of each of the plurality of light guides. A display lighting device using the light guide sheet according to claim 5.
して、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色が用いられることを特徴とす
る請求項１０記載のディスプレイ照明装置。11. The display lighting device according to claim 10, wherein three primary colors of R, G, and B are used as light having a selective wavelength width that defines a display color.
ディスプレイ照明装置を搭載してなる表示装置であっ
て、照明光の射出箇所は、画素単位で選択的に透過／非
透過を規定することにより、表示パターンが決定される
表示画面の画素と対応した構成であることを特徴とする
表示装置。12. A display device having the display illumination device according to claim 1, 10 or 11, wherein the emission point of illumination light is selectively transmitted / non-transmitted in pixel units. A display device having a configuration corresponding to a pixel of a display screen whose display pattern is determined by definition.
２記載の表示装置。13. The display screen is an LCD.
2. The display device according to item 2.
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