JP2009176593A - Lighting device and display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示等を行うための照明装置、及びこの照明装置を用いた表示装置に関する。 The present invention relates to an illumination device for performing liquid crystal display and the like, and a display device using the illumination device.
携帯電話等に用いられる液晶表示装置は、偏向板やカラーフィルター等の光を吸収する部材が使用されているため、自然光による反射光のみでは表示が暗くなってしまう。このため、液晶表示装置の表示を明るくするには、液晶表示装置の背面にバックライト等の照明装置を配置し、照明装置から液晶表示装置へ光を照射するようにしている。 A liquid crystal display device used for a cellular phone or the like uses a member that absorbs light such as a deflecting plate or a color filter, and therefore, the display becomes dark only by reflected light of natural light. For this reason, in order to brighten the display of the liquid crystal display device, an illumination device such as a backlight is disposed on the back surface of the liquid crystal display device so that light is emitted from the illumination device to the liquid crystal display device.
図８は、従来の照明装置の構成を示す外観図である。図９は、図８に示す照明装置の断面図である。この照明装置は、光を側面から入射して上面から出射するエッジライト方式（サイドライト方式）を用いており、Ｙ方向プリズムシート２１、Ｘ方向プリズムシート２２、拡散板２３、導光板２４及び反射板２５を階層的に備えて構成され、導光板２４の側面の一辺に沿って線光源２６が設けられている。
FIG. 8 is an external view showing a configuration of a conventional lighting device. FIG. 9 is a cross-sectional view of the lighting device shown in FIG. This illuminating device uses an edge light system (side light system) in which light enters from the side surface and exits from the upper surface, and includes a Y-
導光板２４は、アクリル等の透明材料からなり、線光源２６から入光面を介して光を入射する。導光板２４の下面には、入光面から入射した光を上方（Ｚ軸のプラス方向）へ散乱させるための複数のＶ字溝２７が形成されている。線光源２６は、発光素子を内包し、発光素子としてはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が使用される。
The
拡散板２３は、導光板２４に対向して上方に設けられ、導光板２４の出光面から浅い角度で出射した光を垂直方向に散乱させる。これにより、導光板２４のＶ字溝２７に反射した光による輝度ムラを抑えることができる。
The
Ｘ方向プリズムシート２２は、拡散板２３に対向して上方に設けられ、鋸歯状の多数のプリズムがその表面のＹ軸方向に形成されており、Ｙ軸方向の角度を有する光を垂直方向に向ける。Ｙ方向プリズムシート２１は、Ｘ方向プリズムシート２２に対向して上方に設けられ、鋸歯状の多数のプリズムがその表面のＸ軸方向に形成されており、Ｘ軸方向の角度を有する光を垂直方向に向ける。
The
反射板２５は、導光板２４に対向して下方に設けられ、導光板２４の下面から外部へ抜けて散乱した散乱光を、再び導光板２４の下面から内部へ入射し、導光板２４の出光面から上方へ出射する。
The
図９において、矢印は、線光源２６から導光板２４へ入射し、最終的にＹ方向プリズムシート２１を介して上方へ出射する光を表している。光は、導光板２４の上面及び下面等に全反射しながら内部を透過し、Ｘ軸のプラス方向へ進む。そして、導光板２４の下方に形成されたＶ字溝２７の傾斜面に入射すると、入射角度に応じて、全反射し上方へ向かったり、Ｖ字溝２７から外部の大気中へ抜けて反射板２５に反射し、導光板２４へ再入射して上方へ向かったりする。したがって、導光板２４の出光面から出射した光は拡散しており、必ずしも主な照明方向であるＺ軸のプラス方向（出光面に対して垂直方向）に向いているとは限らない。つまり、出光面に対して垂直方向の光だけでなく、出光面に対して浅い角度の光も存在する。
In FIG. 9, an arrow indicates light that enters the
照明装置２０から光の照射を受ける液晶表示装置は、垂直方向の指向性の高い光が必要である。そこで、このような拡散した光を垂直方向の指向性の高い光に偏向するために、Ｙ方向プリズムシート２１及びＸ方向プリズムシート２２が設けられている。
The liquid crystal display device that is irradiated with light from the
しかしながら、Ｙ方向プリズムシート２１及びＸ方向プリズムシート２２を設けた照明装置２０では、部品点数が多くなり、組み付け工数が増加し、コストが高くなってしまう。そこで、Ｙ方向プリズムシート２１及びＸ方向プリズムシート２２を不要とし、プリズムシートと導光板とが一体化した照明装置が知られている（特許文献１を参照）。
However, in the
図１０は、従来の照明装置に用いる導光板の構成を示す図であり、下方から導光板の下面を見たときの構成を示している。導光板３１は、複数条の溝３２による乱反射パターンを設けた反射層３３がその下面に形成されており、側面の一辺に沿って線光源３４が設けられている。溝３２は、導光板３１の内部を通過する線光源３４からの光の進行方向に沿った方向、すなわち入光面に直交する方向に、それぞれ平行に形成されている。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a light guide plate used in a conventional lighting device, and shows a configuration when the lower surface of the light guide plate is viewed from below. The
光は、線光源３４から入光面を介して入射し、入光面に直交する向きに通過すると、各溝３２により乱反射して出光面（上面）から出射する。各溝３２において乱反射作用が均一となり、線光源３４からの距離による輝度の変化も少なくなるから、結果として、導光板３１の出光面から輝度ムラの少ない光を出射することができる。
図１０に示した導光板３１を用いた照明装置は、導光板３１の側面の一辺に線光源３４を配置した面光源装置である。ここで、線光源３４の代わりに所定の間隔で複数の点光源を配置した場合には、導光板３１の入光面から均一に光が入射しないので、導光板３１内を進む光の向きが場所によって異なる。そのため、各溝３２の全長に渡って乱反射作用が均一にならず、輝度ムラのある光が導光板３１の出光面から出射することになってしまう。このような点光源を用いた照明装置であっても、導光板３１の出光面から出射される光の輝度ムラを抑えると共に、全体として部品点数を抑え、組み付け工数を減少させ、コストを低減できることが望ましい。
The illumination device using the
そこで、本発明の目的は、導光板の側面に光源を配置した照明装置及びこれを用いた表示装置において、簡易な構成により、導光板の出光面から出射する光の輝度ムラを抑えることにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to suppress luminance unevenness of light emitted from a light exit surface of a light guide plate with a simple configuration in an illumination device in which a light source is disposed on a side surface of the light guide plate and a display device using the light source. .
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を講じた。 In order to solve the above problems, the present invention has taken the following measures.
（１）光源と、該光源から入光面を介して入射した光を反射機構により反射させ、該反射させた光を出光面から出射する導光板とを備える照明装置において、前記導光板には、入射した光の進む方向を入光面に直交する方向に近づけるための曲面を有する溝が、入光面から該入光面に対向する面に向かって、前記出光面に形成されるようにした。 (1) In a lighting device including a light source and a light guide plate that reflects light incident from the light source through a light incident surface by a reflection mechanism and emits the reflected light from the light output surface, the light guide plate includes: And a groove having a curved surface for making the direction in which the incident light travels approach the direction orthogonal to the light incident surface is formed on the light exit surface from the light incident surface toward the surface facing the light incident surface. did.
（２）前記（１）の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面における断面形状及び入光面に対向する面における断面形状が少なくとも半円形の一部を有し、入光面に近いほど前記半円形の径が大きくなるように形成されるようにした。 (2) In the illumination device according to (1), the groove of the light guide plate has at least a part of a semicircular cross-sectional shape on a light incident surface and a cross-sectional shape on a surface facing the light incident surface. The semicircular diameter is formed so as to be closer to.
（３）前記（１）の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面における断面形状及び入光面に対向する面における断面形状が少なくとも半円形の一部を有し、入光面に近いほど前記半円形の径が小さくなるように形成されるようにした。 (3) In the illumination device according to (1), the groove of the light guide plate has at least a part of a semicircular cross-sectional shape on a light incident surface and a cross-sectional shape on a surface facing the light incident surface. The semicircular diameter is formed to be smaller as it is closer to.
（４）前記（１）の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面から、該入光面に対向する面に到る途中まで形成されるようにした。 (4) In the illumination device of (1), the groove of the light guide plate is formed from the light incident surface to the middle of the surface facing the light incident surface.
（５）前記（１）の照明装置において、前記導光板は、入光面から該入光面に対向する面に向かって、入射した光の進む方向を入光面に直交する方向に近づけるための曲面を有する複数の溝が平行に形成されるようにした。 (5) In the illuminating device according to (1), the light guide plate is configured so that the traveling direction of incident light approaches the direction orthogonal to the light incident surface from the light incident surface toward the surface facing the light incident surface. A plurality of grooves having a curved surface are formed in parallel.
（６）前記（１）の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面に平行な断面形状が少なくとも半円形の一部を有して形成されるようにした。 (6) In the illumination device of (1), the groove of the light guide plate is formed so that a cross-sectional shape parallel to the light incident surface has at least a part of a semicircular shape.
（７）前記（１）の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面に平行な断面形状が少なくとも楕円形の一部を有して形成されるようにした。 (7) In the illumination device of (1), the groove of the light guide plate is formed so that the cross-sectional shape parallel to the light incident surface has at least a part of an ellipse.
（８）前記（６）または（７）の照明装置において、前記導光板の溝は、入光面に平行な断面形状が直線形状を有して形成されるようにした。 (8) In the illumination device of (6) or (7), the groove of the light guide plate is formed so that a cross-sectional shape parallel to the light incident surface has a linear shape.
（９）前記（１）の照明装置において、１つの前記光源と、１つの前記溝が形成された前記導光板とを備えるようにした。 (9) In the illumination device of (1), one light source and the light guide plate in which one groove is formed are provided.
（１０）前記（１）から（８）までのいずれかの照明装置において、複数の前記光源と、該複数の光源のうちの２つの光源の間の入光面に、前記溝が形成された前記導光板とを備えるようにした。 (10) In any one of the illumination devices according to (1) to (8), the groove is formed on a light incident surface between the plurality of light sources and two light sources of the plurality of light sources. The light guide plate is provided.
（１１）前記（１）から（１０）までのいずれかの照明装置において、前記溝と前記導光板の出光面に対向する面との間の最小距離は、前記導光板の出光面と該出光面に対向する面との間の距離の０．２倍から０．８倍であるようにした。 (11) In the lighting device according to any one of (1) to (10), the minimum distance between the groove and the surface facing the light output surface of the light guide plate is the light output surface of the light guide plate and the light output. It was made to be 0.2 to 0.8 times the distance between the surfaces facing the surface.
（１２）前記（１）から（１１）までのいずれかの照明装置と、該照明装置が出射した光が照射される表示パネルとを備える表示装置とした。 (12) The display device includes any one of the illumination devices (1) to (11) and a display panel to which light emitted from the illumination device is irradiated.
本発明によれば、導光板には、入光面から該入光面に対向する面に向かって、入射した光の進む方向を入光面に直交する方向に近づけるための曲面を有する溝が、出光面に形成されている。入光面から入射した光は、溝への反射を繰り返すことにより、入光面に直交する方向に徐々に近づいて進むようになる。そして、入光面から遠いほど、このような光が導光板の反射機構により反射するから、出光面に対して垂直方向の指向性の高い光となる。つまり、入光面に近いほど光源からの光により輝度が高くなり、入光面から遠いほど垂直方向の指向性の高い光により輝度が高くなる。したがって、導光板の出光面から出射する光の輝度ムラを、出光面全体で抑えることができる。また、プリズムシートが不要となるから、簡易な構成を実現することができ、部品点数を抑え、組み付け工数を減少させ、コストを低減することができる。 According to the present invention, the light guide plate has a groove having a curved surface for bringing the incident light traveling direction closer to a direction orthogonal to the light incident surface from the light incident surface toward the surface facing the light incident surface. , Formed on the light exit surface. The light incident from the light incident surface is gradually reflected in the groove, and gradually approaches the direction perpendicular to the light incident surface. Further, the farther from the light incident surface, the more such light is reflected by the reflection mechanism of the light guide plate, so that the light has a higher directivity in the direction perpendicular to the light exit surface. In other words, the closer to the light incident surface, the higher the luminance due to light from the light source, and the farther from the light incident surface, the higher the luminance due to light having high directivity in the vertical direction. Therefore, uneven brightness of light emitted from the light exit surface of the light guide plate can be suppressed over the entire light exit surface. Further, since a prism sheet is not required, a simple configuration can be realized, the number of parts can be reduced, the number of assembling steps can be reduced, and the cost can be reduced.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施例は、側面から入射した光を上面から外部へ出射する導光板と、導光板の側面の一辺に配置された１つまたは複数の点光源とを備える照明装置において、導光板の入光面から入射した光を、入光面に略直交する向きに偏向し、導光板の下面に設けたＶ字溝に反射させ、導光板の出光面に略直交する向きで出射することを特徴とする。具体的には、入光面に直交する向きに曲面を有する溝を導光板に形成し、入光面から入射した光をその溝の曲面に繰り返し反射させることにより、光の進む向きを入光面に直交する向きに近づける。そして、導光板の下面に形成されたＶ字溝の傾斜面に反射させることにより、出光面に対して垂直指向性の高い光を生成する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An embodiment of the present invention relates to a lighting device including a light guide plate that emits light incident from a side surface to the outside from an upper surface, and one or more point light sources arranged on one side of the side surface of the light guide plate. The light incident from the light incident surface is deflected in a direction substantially orthogonal to the light incident surface, reflected by a V-shaped groove provided on the lower surface of the light guide plate, and emitted in a direction substantially orthogonal to the light output surface of the light guide plate. Features. Specifically, a groove having a curved surface in a direction perpendicular to the light incident surface is formed on the light guide plate, and light incident from the light incident surface is repeatedly reflected on the curved surface of the groove, so that the light traveling direction is made incident. Move closer to the direction perpendicular to the surface. And it reflects on the inclined surface of the V-shaped groove formed on the lower surface of the light guide plate, thereby generating light having high directivity with respect to the light exit surface.
これにより、導光板の出光面から出射する光の輝度ムラを抑えることができるから、図８及び図９に示したＹ方向プリズムシート２１及びＸ方向プリズムシート２２が不要となる。また、照明装置は簡易な構成となるから、全体として部品点数を抑え、組み付け工数を減少させ、コストを低減することができる。
As a result, luminance unevenness of light emitted from the light exit surface of the light guide plate can be suppressed, so that the Y-
図１は、本発明の実施例による照明装置に備えた導光板の構成を示す外観図である。この照明装置１は、導光板２及び点光源４−１，４−２，４−３を備えて構成されている。導光板２の上面（出光面）には２つの溝３−１，３−２が形成されている。点光源４−１，４−２，４−３は、例えばＬＥＤからなり、導光板２の側面の一辺（入光面）に沿って所定の間隔で設けられている。
FIG. 1 is an external view illustrating a configuration of a light guide plate provided in a lighting device according to an embodiment of the present invention. The illuminating
尚、導光板２の上方には、導光板２に平行し、かつ対向して拡散板（図示せず）が設けられ、導光板２の下方には、導光板２に平行し、かつ対向して反射板（図示せず）が設けられている。拡散板及び反射板については前述したので説明を省略する。
A diffusion plate (not shown) is provided above the
導光板２の上面に形成された溝３−１，３−２は、導光板２の入光面に平行な断面において半円形となっており、Ｙ軸のプラス側に向かって導光板２が凹状に窪んだ曲面を有している。溝３−１は、点光源４−１，４−２の間の入光面から、Ｙ軸のプラス側に向かって入光面に対向する面まで垂直に伸びている。同様に、溝３−２は、点光源４−２，４−３の間の入光面から、Ｙ軸のプラス側に向かって入光面に対向する面まで垂直に伸びている。
The grooves 3-1 and 3-2 formed on the upper surface of the
導光板２の下面には、図９に示したように、所定の間隔で設けられた複数のＶ字溝２７からなる光反射面が形成されている。Ｖ字溝２７は、入光面から入射した光を上方（Ｚ軸のプラス方向）へ偏向する機能を有する。特に、入光面に直交する光がＶ字溝２７の傾斜面で反射した場合には、出光面に略直交する光、すなわち垂直方向の指向性の高い光として出光面から出射させることができる。Ｖ字溝２７の傾斜面は入光面に対向して設けられ、傾斜面と導光板２の下面であるＸＹ面との間の角度は４０度〜５０度であることが望ましい。
On the lower surface of the
図２は、導光板２の溝３−１，３−２に反射して進む光の向きを説明する導光板２の上面図である。図３は、導光板２の溝３−１，３−２の入光面と平行な方向に対する光の反射を説明する導光板２の断面図である。図２において、導光板２の入光面から入射したＸＹ平面内の光は、溝３−１，３−２の曲面に反射することにより、入光面に直交する方向（Ｙ軸のプラス方向）に対して浅い角度（θ１＞θ２）になるように向きを変える。そして、このような反射を繰り返すことにより、光の進む方向は、入光面に直交する方向、すなわちＹ軸のプラス方向に揃うことになる。これは、図３に示すように、溝３−１，３−２の曲面に入射した光は、導光板２の下面方向に分散して反射されるためである。図２を用いて説明すれば、入射角θ１で入射したＸＹ平面内の光の反射角θ２は、角度＋θ１と−θ１の間に分散する。すなわち、溝３−１，３−２の曲面で反射する反射光は、反射を繰り返すと次第にＹ軸のプラス方向に揃うようになる。
FIG. 2 is a top view of the
仮に、曲面を有する溝３−１，３−２の代わりに２つの平面からなる溝が形成されている場合、すなわち、導光板２の入光面に平行な断面が三角形の窪みとなっており、Ｙ軸のプラス側に向かった２つの平面により三角形の凹部を有する溝が形成されている場合を想定する。この場合、光は、溝の平面に反射しても入射角と同じ角度で出射するから、反射を繰り返してもこの角度が維持される。そのために、光の進む方向が入光面に直交する方向、すなわちＹ軸方向に次第に揃ってくることはない。
Temporarily, when the groove | channel which consists of two planes is formed instead of the groove | channels 3-1 and 3-2 which have a curved surface, ie, the cross section parallel to the light-incidence surface of the light-
このように、点光源４−１，４−２，４−３から入光面を介して導光板２に入射した光は、溝３−１，３−２の曲面の反射を繰り返すことにより、入光面に直交する方向に進む傾向が高くなる。そして、このような光は、Ｖ字溝２７の傾斜面で反射し、垂直方向の指向性の高い光として、効率良く出光面から出射するようになり、狭視野角の光となる。
Thus, the light incident on the
また、図１において、導光板２の出光面から出射する光は、入光面に近いほど輝度が高く、入光面から遠いほど輝度が低い。これに対し、入光面から遠いほど、溝３−１，３−２の曲面での反射回数が多くなるから、入光面に直交する方向の指向性が高くなり、Ｖ字溝２７に反射することにより、垂直方向の指向性が高くなる。これにより、導光板２の出光面から出射する光は、出光面全体として輝度ムラが少なくなる。また、導光板２の出光面から出射する光は、垂直方向の指向性が高いから、図８及び図９に示したような、拡散した光を垂直方向の指向性の高い光に偏光するためのＹ方向プリズムシート２１及びＸ方向プリズムシート２２が不要となる。
In FIG. 1, the light emitted from the light exit surface of the
したがって、照明装置１は、点光源４−１，４−２，４−３を用いた場合であっても、簡易な構成により、導光板２の出光面から出射する光の輝度ムラを抑えると共に、全体として部品点数を抑え、組み付け工数を減少させ、コストを低減することが可能となる。また、照明装置１全体として薄く構成することができる。さらに、導光板２の上面に形成した溝３−１，３−２及び下面に形成したＶ字溝２７の形状により、出光面から出射する光として、垂直方向の指向性の高い光の量及び拡散する光の量を調整することができるから、表示装置に適用できる最適な光束分布を生成することができる。
Therefore, the
図４は、導光板２の溝３−１及び点光源４−１，４−２の寸法の例を示す図である。溝３−２及び点光源４−３についても同様である。導光板２の出光面である上面と下面との間の距離Ａは０．５〜４ｍｍ、溝３−１の曲面のうち最も導光板２の下面に近い箇所と導光板２の下面との間の距離Ｂは距離Ａの０．２倍から０．８倍までの値である。
FIG. 4 is a diagram illustrating examples of dimensions of the groove 3-1 and the point light sources 4-1, 4-2 of the
また、点光源４−１，４−２の間の距離Ｃは４〜２０ｍｍ、点光源４−１，４−２の幅Ｄは３ｍｍである。この場合、点光源４−１，４−２及び溝３−１は、点光源４−１，４−２の一辺の延長線上に、導光板２の上面における平面と溝３−１の曲面との間の境界点ａ，ｂが存在するように配置されることが望ましい。これは、点光源４−１，４−２から入光面に入射する光が、溝３−１の曲面を効率的に反射できるようにするためである。 The distance C between the point light sources 4-1 and 4-2 is 4 to 20 mm, and the width D of the point light sources 4-1 and 4-2 is 3 mm. In this case, the point light sources 4-1 and 4-2 and the groove 3-1 are formed on the extended line of one side of the point light sources 4-1 and 4-2, It is desirable that the boundary points “a” and “b” exist between the two. This is because the light incident on the light incident surface from the point light sources 4-1 and 4-2 can efficiently reflect the curved surface of the groove 3-1.
図５は、本発明の実施例による照明装置を用いた表示装置の構成を示す外観図である。この表示装置１０は、液晶表示パネル１１、拡散板１２、導光板２、反射板１３を階層的に備えて構成され、導光板２４の側面の一辺に点光源４−１，４−２，４−３が設けられている。図１に示した照明装置１は、表示装置１０の構成要素のうちの拡散板１２（図１には図示せず）、導光板２、反射板１３（図１には図示せず）及び点光源４−１，４−２，４−３に相当する。すなわち、表示装置１０は、図１に示した照明装置１に加えて、液晶表示パネル１１を備えており、例えば、携帯電話、ＰＮＤ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）、スマートフォン、ノートＰＣ、簡易タイプのポータブル型カーナビ等に使用される。
FIG. 5 is an external view showing a configuration of a display device using the illumination device according to the embodiment of the present invention. The
液晶表示パネル１１は、拡散板１２に平行に、かつ拡散板１２の上方に対向して設けられている。液晶表示パネル１１は、２枚のガラス基板がシール材により所定の間隙を設けて張り合わされ、その間隙に液晶層を構成した液晶パネルと、その外面に貼り付けられた上偏光板と下偏光板とから構成されている。
The liquid
このように、表示装置１０は、図１に示した照明装置１を備えて構成されているから、導光板２の出光面から拡散板１２を介して、垂直方向の指向性が高く、かつ輝度ムラの少ない光が液晶表示パネル１１の下面を照射する。これにより、表示装置１０は、表示面全体に渡って輝度が高くかつ輝度ムラの少ない表示を実現することができる。また、図８及び図９に示したようなＹ方向プリズムシート２１及びＸ方向プリズムシート２２が不要となるから、簡易な構成により、表示装置１０全体として部品点数を抑え、組み付け工数を減少させ、コストを低減することが可能となる。また、表示装置１０全体として薄く構成することができる。
Thus, since the
図６（ａ）〜（ｄ）は、他の実施例による照明装置１に備えた導光板２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの構成を示す外観図である。図６（ａ）〜（ｄ）に示す４種類の導光板２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、側面の一辺に３つの点光源４−１，４−２，４−３が設けられている点で同一であるが、上面に形成された溝３ａ−１，３ａ−２、溝３ｂ−１，３ｂ−２、溝３ｃ−１，３ｃ−２、及び溝３ｄ−１，３ｄ−２の形状が異なる点で相違する。
FIGS. 6A to 6D are external views showing configurations of
図６（ａ）に示す導光板２ａの溝３ａ−１，３ａ−２は、導光板２ａの入光面に平行な断面において、入光面に近いほど半径の大きい半円形をなしており、入光面に対向する面に向かって凹状に窪んだ曲面を有している。すなわち、入光面から対向する面までの間の半径は、最大径から徐々に小さくなり、入光面に対向する面で最小径になる。
The
図６（ａ）の導光板２ａによれば、入光面に近いほど溝３ａ−１，３ａ−２の半径が大きいから、光の反射回数が多くなり、入光面に直交する方向の指向性が一層高い光となる。そして、Ｖ字溝２７に反射することにより、垂直方向の指向性が一層高い光となり、導光板２あの出光面から出射する光の輝度が一層高くなる。また、この導光板２ａは、入光面の溝３ａ，３ｂの半径が最大径であるから、導光板２ａの側面の一辺に設ける点光源４−１，４−２，４−３間の距離が長い場合に有効になる。
According to the
図６（ｂ）に示す導光板２ｂの溝３ｂ−１，３ｂ−２は、導光板２ｂの入光面に平行な断面において、入光面に近いほど半径の小さい半円形をなしており、入光面に対向する面に向かって凹状に窪んだ曲面を有している。すなわち、入光面から対向する面までの間の半径は、最小径から徐々に大きくなり、入光面に対向する面で最大径になる。
The
図６（ｂ）の導光板２ｂによれば、その上面に形成された溝３ｂ−１，３ｂ−２の曲面に光が反射し、その反射を繰り返すことにより、入光面に直交する方向の指向性が高い光となる。そして、Ｖ字溝２７に反射することにより、垂直方向の指向性が高い光となり、導光板２ｂの出光面から出射する光の輝度が高くなる。また、この導光板２ｂは、入光面の溝３ｂ−１，３ｂ−２の半径が最小径であるから、導光板２ｂの側面の一辺に設ける点光源４−１，４−２，４−３間の距離が狭い場合に有効になる。
According to the
図６（ｃ）に示す導光板２ｃの溝３ｃ−１，３ｃ−２は、導光板２ｃの入光面に平行な断面において半円形をなしており、入光面から対向する面までの間の途中まで凹状に窪んだ曲面を有している。すなわち、図１に示した導光板２の溝３−１，３−２と、図６（ｃ）に示す導光板２ｃの溝３ｃ−１，３ｃ−２とを比較すると、両溝は、入光面に平行な断面が半円形である点で同一である。これに対し、図１の溝３−１，３−２は、入光面に対向する面まで伸びているのに対し、図６の溝３ｃ−１，３ｃ−２は、入光面に対向する面の途中までしか伸びていない点で相違する。
The
図６（ｃ）の導光板２ｃによれば、入光面に対向する面の途中まで形成された溝３ｃ−１，３ｃ−２の曲面に光が反射し、その反射を繰り返すことにより、入光面に直交する方向の指向性が高い光となる。そして、Ｖ字溝２７に反射することにより、垂直方向の指向性が高い光となり、導光板２ｃの出光面から出射する光の輝度が高くなる。
According to the
図６（ｄ）に示す導光板２ｄの溝３ｄ−１−１，３ｄ−１−２，３ｄ−２−１，３ｄ−２−２は、導光板２ｄの入光面に平行な断面において半円形をなしており、入光面に対向する面に向かって凹状に窪んだ曲面を有している。２つの溝３ｄ−１−１，溝３ｄ−１−２は、点光源４−１，４−２間に、入光面に直交して平行に隣接して設けられている。同様に、２つの溝３ｄ−２−１，３ｄ−２−２も、点光源４−２，４−３間に、入光面に直交して平行に隣接して設けられている。図１に示した導光板２の溝３−１，３−２と、図６（ｄ）に示す導光板２ｄの溝３ｄ−１−１，３ｄ−１−２，３ｄ−２−１，３ｄ−２−２とを比較すると、両者は、入光面に平行な断面形状が半円形である点で同一である。これに対し、図１の溝３−１，３−２は、点光源４−１，４−２，４−３の間にそれぞれ１つのみ形成されているのに対し、図６の溝３ｄ−１−１，３ｄ−１−２，３ｄ−２−１，３ｄ−２−２は、それぞれ２つが平行に隣接して形成されている点で相違する。
The
図６（ｄ）の導光板２ｄによれば、溝３ｄ−１−１，３ｄ−１−２，３ｄ−２−１，３ｄ−２−２を点光源４−１，４−２に近づけることができる。すなわち、溝３ｄ−１−１を点光源４−１に、溝３ｄ−１−２を点光源４−２に、溝３ｄ−２−１を点光源４−２に、溝３ｄ−２−２を点光源４−３にそれぞれ近づけることができる。そして、点光源４−１，４−２，４−３及び溝３ｄ−１−１，３ｄ−１−２，３ｄ−２−１，３ｄ−２−２は、図４に示したように、点光源４−１，４−２，４−３の一辺の延長線上に、導光板２ｄの上面における平面と溝３ｄ−１−１，３ｄ−１−２，３ｄ−２−１，３ｄ−２−２との間の境界点が存在するように配置することにより、点光源４−１，４−２から入光面に入射する光が、溝３ｄ−１−１，３ｄ−１−２，３ｄ−２−１，３ｄ−２−２の曲面を効率的に反射することができる。
According to the
また、図６（ｄ）の導光板２ｄによれば、その上面に形成された溝３ｄ−１−１，３ｄ−１−２，３ｄ−２−１，３ｄ−２−２の曲面に光が反射し、その反射を繰り返すことにより、入光面に直交する方向の指向性が高い光となる。そして、Ｖ字溝２７に反射することにより、垂直方向の指向性が高い光となり、導光板２ｄの出光面から出射する光の輝度が高くなる。
In addition, according to the
図７（ａ）〜（ｄ）は、導光板２の上面に形成された溝３の断面形状を示す図である。図７（ａ）に示す溝３ｘ−１は、断面形状が半円形であり、前述の実施例で説明した溝の形状をなしている。この溝３ｘ−１によれば、導光板２の入光面から入射した光は、半円形の曲面に反射することにより、入光面に直交する方向に対して浅い角度（θ１＞θ２）になるように向きを変える。そして、このような反射を繰り返すことにより、光の進む方向は、入光面に直交する方向に近くなる。そして、導光板２の下面に形成されたＶ字溝２７に反射することにより、垂直方向の指向性の高い光となり、輝度が高くなる。
7A to 7D are views showing the cross-sectional shape of the
図７（ｂ）に示す溝３ｘ−２は、断面形状が半円形の一部により構成されている。この溝３ｘ−２によれば、図７（ａ）に示した溝３ｘ−１に比べ、導光板２の上面全体に対して溝３ｘ−２の占める割合が小さくなるから、出光面から光が出射する際に溝３ｘ−２の影響を軽減することができ、輝度ムラが一層少なくなる。
The
図７（ｃ）に示す溝３ｙは、断面形状が半楕円形である。この溝３ｙによれば、導光板２の入光面から入射した光は、半楕円形の曲面に反射することにより、入光面に直交する方向に対して浅い角度（θ１＞θ２）になるように向きを変える。そして、このような反射を繰り返すことにより、光の進む方向は、入光面に直交する方向に近くなる。そして、導光板２の下面に形成されたＶ字溝２７に反射することにより、垂直方向の指向性の高い光となり、輝度が高くなる。尚、溝３ｙは、図７（ｂ）に示したように、断面形状が半楕円形の一部により構成されるようにしてもよい。
The groove 3y shown in FIG. 7C has a semi-elliptical cross section. According to the groove 3y, the light incident from the light incident surface of the
図７（ｄ）に示す溝３ｚ−１は、断面形状が半円形であり、かつ、半円形の底が直線形状をなしている。この溝３ｚ−１によれば、前述した溝３ｘ−１，３ｘ−２，３ｙのように、導光板２の入光面から入射した光は、溝３ｚ−１の曲面に反射することにより、入光面に直交する方向に対して浅い角度（θ１＞θ２）になるように向きを変える。そして、このような反射を繰り返すことにより、光の進む方向は、入光面に直交する方向に近くなる。そして、導光板２の下面に形成されたＶ字溝２７に反射することにより、垂直方向の指向性の高い光となり、輝度が高くなる。また、入光面から入射した光は、溝３ｚ−１の平面（断面形状が直線をなす箇所）に反射することにより、導光板２の上面または下面のうちの平面部分に反射するのと同じように、同じ角度で反射する。尚、溝３ｚ−１は、図７（ｂ）に示したように断面形状が半円形の一部により構成され、かつ、半円形の一部の底が直線形状をなして構成されるようにしてもよい。また、溝３ｚ−１は、図７（ｃ）に示したような断面形状が半楕円形または半楕円形の一部により構成され、かつ、半楕円形または半楕円形の一部の底が直線形状をなして構成されるようにしてもよい。
The
図７（ｅ）に示す溝３ｚ−２は、断面形状が半円形の一部を４つ組み合わせて構成されており、底が直線形状をなしている。この溝３ｚ−２によれば、前述した溝３ｘ−１，３ｘ−２，３ｙ，３ｚ−１のように、導光板２の入光面から入射した光は、溝３ｚ−２の曲面に反射することにより、入光面に直交する方向に対して浅い角度（θ１＞θ２）になるように向きを変える。そして、このような反射を繰り返すことにより、光の進む方向は、入光面に直交する方向に近くなる。そして、導光板２の下面に形成されたＶ字溝２７に反射することにより、垂直方向の指向性の高い光となり、輝度が高くなる。また、入光面から入射した光は、溝３ｚ−２の平面（断面形状が直線をなす箇所）に反射することにより、導光板２の上面または下面のうちの平面部分に反射するのと同じように、同じ角度で反射する。尚、溝３ｚ−２は、断面形状が半楕円形の一部を４つ組み合わせ、かつ、底が直線形状をなして構成されるようにしてもよい。また、組み合わせの数を４つに限定するものではなく、３つでも５つでもよい。
The
以上、実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、図１の導光板２は、その側面の一辺に３つの点光源４−１，４−２，４−３が設けられ、２つの溝３−１，３−２が形成されているが、その数を限定するものではない。例えば、１つの点光源が設けられ、かつ、１の溝が形成された導光板であってもよい。
The present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. For example, the
また、図１の照明装置１は、導光板２の上面に溝３−１，３−２が形成され、下面に複数のＶ字溝２７が形成され、また、図５の表示装置１０のように、導光板２の上方に拡散板１２が設けられ、下方に反射板１３が設けられているが、上下を逆にして構成するようにしてもよい。すなわち、照明装置１は、導光板２の上面に複数のＶ字溝２７が形成され、下面に溝３−１，３−２が形成され、導光板２の上方に反射板１３が設けられ、下方に拡散板１２が設けられるようにしてもよい。
1 has grooves 3-1 and 3-2 formed on the upper surface of the
また、図５の表示装置１０は、液晶表示パネル１１、拡散板１２、導光板２、反射板１３を上から下まで階層的に備えて構成されるようにしたが、照明装置１と同じように、上下を逆にして構成するようにしてもよい。すなわち、表示装置１０は、反射板１３、導光板２、拡散板１２及び液晶表示パネル１１を上から下まで階層的に備えて構成されるようにしてもよい。
Further, the
また、図５の表示装置１０は、液晶表示装置として説明したが、液晶表示装置に限定するものではなく、液晶以外の非自発光型の表示装置にも適用することができる。 5 has been described as a liquid crystal display device, the present invention is not limited to a liquid crystal display device, and can be applied to non-self-luminous display devices other than liquid crystals.
１，２０ 照明装置
２，２４，３１ 導光板
３，３２ 溝
４ 点光源
１０ 表示装置
１１ 液晶表示パネル
１２，２３ 拡散板
１３，２５ 反射板
２１ Ｙ方向プリズムシート
２２ Ｘ方向プリズムシート
２６，３４ 線光源
２７ Ｖ字溝
３３ 反射層
1,20
Claims (12)
前記導光板には、入射した光の進む方向を入光面に直交する方向に近づけるための曲面を有する溝が、入光面から該入光面に対向する面に向かって、前記出光面に形成されていることを特徴とする照明装置。 In an illuminating device including a light source and a light guide plate that reflects light incident from the light source through a light incident surface by a reflection mechanism and emits the reflected light from a light emission surface.
In the light guide plate, a groove having a curved surface for bringing the incident light traveling direction closer to a direction orthogonal to the light incident surface is formed on the light exit surface from the light incident surface toward the surface facing the light incident surface. A lighting device characterized by being formed.
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