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JP2004047358A - Light guide and light guide plate unit, display device, and electronic device - Google Patents

Light guide and light guide plate unit, display device, and electronic device Download PDF

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JP2004047358A
JP2004047358A JP2002205557A JP2002205557A JP2004047358A JP 2004047358 A JP2004047358 A JP 2004047358A JP 2002205557 A JP2002205557 A JP 2002205557A JP 2002205557 A JP2002205557 A JP 2002205557A JP 2004047358 A JP2004047358 A JP 2004047358A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light guide
guide plate
incident
reflected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002205557A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoyoshi Arai
新井 智義
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Goyo Paper Working Co Ltd
Mark KK
Original Assignee
Goyo Paper Working Co Ltd
Mark KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Goyo Paper Working Co Ltd, Mark KK filed Critical Goyo Paper Working Co Ltd
Priority to JP2002205557A priority Critical patent/JP2004047358A/en
Publication of JP2004047358A publication Critical patent/JP2004047358A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

【課題】光源の数を増やすことなく導光板を広範囲に照射できるようにする。
【解決手段】光源11から出射した光を導光板に導く導光体13であって、光源11からの光が入射する入光面13aと、入光面13aから入射した光の一部を出射方向以外の方向へ反射する第1の反射面13dと、第1の反射面13dで反射した光を出射方向へ反射する第2の反射面13eと、入光面13aに対向した位置に形成され、第2の反射面13eで反射して到達した光および入光面13aから直接到達した光の少なくとも一部が相互に異なる領域から出射する出射面13bとを有する導光体13を光源11と導光体との間に配置する。
【選択図】    図2
A light guide plate can be illuminated over a wide area without increasing the number of light sources.
A light guide (13) for guiding light emitted from a light source (11) to a light guide plate, wherein a light incident surface (13a) on which light from the light source (11) is incident and a part of light incident from the light incident surface (13a) are emitted. A first reflecting surface 13d that reflects light in a direction other than the first direction, a second reflecting surface 13e that reflects light reflected by the first reflecting surface 13d in the emitting direction, and a position facing the light incident surface 13a. A light guide 13 having an emission surface 13b having at least a part of the light that has arrived after being reflected by the second reflection surface 13e and the light that has arrived directly from the light entrance surface 13a, and exits from different regions. It is arranged between the light guide.
[Selection] Fig. 2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導光体および導光板ユニット、ディスプレイ装置ならびに電子装置に関し、特に導光板の照射範囲の拡張に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日、電子装置における表示手段として使用されているLCD(LiquidCrystal Display・液晶ディスプレイ)などの表示部には、当該LCDを背面から照射するバックライト方式や前面から照射するフロントライト方式が採用されている。
【0003】
そして、このような照射方式を実現するには、光源であるLED(LightEmitting Diode・発光ダイオード)から出射した光を入光端面から取り込み、これによりLCDを照明する面状の導光板が用いられている。
【0004】
ここで、従来の導光板について説明する。
【0005】
図19は従来の導光板を入射した光の経路とともに示す説明図である。
【0006】
図19において、透明な樹脂やガラス板などからなる導光板12の入光端面には、たとえばLEDなどの光源11が取り付けられており、LEDからの光により導光板12が照明されるようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、光源であるLEDから照射される光は指向性の強い放射状の光であり、導光板に入射したLEDからの光は十分に拡散しない。そのため、図19に示すように、導光板に入射した光は比較的狭い角度の扇状照明となる。すると、導光板には、照明されない影の部分が発生することになる。
【0008】
この影の部分をなくすには、光源であるLEDを多数設置すればよい。しかしながら、LEDの設置数が多くなれば、それだけコストが上昇するので好ましくない。
【0009】
そこで、本発明は、光源の数を増やすことなく導光板を広範囲に照射することのできる技術を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る導光体は、光源から出射した光を導光板に導く導光体であって、光源からの光が入射する入光面と、入光面から入射した光の一部を出射方向以外の方向へ反射する第1の反射面と、第1の反射面で反射した光を出射方向へ反射する第2の反射面と、入光面に対向した位置に形成され、第2の反射面で反射して到達した光および入光面から直接到達した光の少なくとも一部が相互に異なる領域から出射する出射面とを有することを特徴とする。
【0011】
これによれば、導光体の出射面におけるほぼ全域から光が出射するようになるので、光源の数を増やすことなく導光板を広範囲に照射することが可能になる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、発明の実施の形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその実施の形態に限定されるものではない。
【0013】
図1は本発明の導光体が用いられたディスプレイ装置を示す斜視図、図2は本発明の一実施の形態である導光体を光源とともに出射面側から示す斜視図、図3は図2の導光体を入光面側から示す斜視図、図4は図3のA−A線に沿った断面図、図5は本発明の一実施の形態である導光体を出射面側から拡大して示す側面図、図6は本発明の一実施の形態である導光体において入光面から出射面に直接到達した光の経路を示す説明図、図7は本発明の一実施の形態である導光体において入光面から第1の反射面および第2の反射面で反射して出射面に到達した光の経路を示す説明図、図8は本発明の一実施の形態である導光体において入光面から出射面に直接到達した光と入光面から第1の反射面および第2の反射面で反射して出射面に到達した光との経路を合成して示す説明図、図9は本発明の一実施の形態である導光体が用いられた導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図、図10は本発明の他の実施の形態である導光体を示す平面図、図11は本発明の他の実施の形態である導光体を出射面側から示す説明図、図12は本発明の一実施の形態である導光板ユニットを示す斜視図、図13は本発明の一実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図、図14は本発明の他の実施の形態である導光板ユニットを示す斜視図、図15は本発明の他の実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図、図16は本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットの要部を示す斜視図、図17は本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットの要部における光の経路を示す説明図、図18は本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図である。
【0014】
図1に示すように、本実施の形態のディスプレイ装置10は、たとえば携帯電話などの電子装置の表示用として用いられるもので、LEDなどの光源11と、光源11から出射した光を導光板12に導く導光体13と、導光体13を通って入光端面から入射した光により照明される面状の導光板12と、導光板12の出射光により照明されるLCD(表示部)15とを有している。そして、導光体13と導光板12とで導光板ユニットが構成されている。
【0015】
なお、本実施の形態において、光源11にはLEDが用いられているが、LED以外のものを用いてもよい。また、ディスプレイ装置10が用いられる電子装置は、携帯電話以外であってもよい。
【0016】
このようなディスプレイ装置10において、図2および図3に示すように、導光体13は、光源11からの光が入射する入光面13aと、入光面13aに対向した位置に形成された出射面13bとを有している。そして、図3および図4に示すように、入光面13aには、谷線13a と稜線13a とが一定の間隔で同心円上に形成され、光源11からの光の拡散角を狭める集光プリズムが形成されている。
【0017】
導光体13には、厚さ方向に位置する2つの主面に凹状で略三角形状の段差部13cが形成されており、この段差部13cを構成する左右対称な一対の側面は、入光面13aから入射した光の一部を相互に離反する方向となる2方向に反射する第1の反射面13dとなっている。そして、導光体13には、この第1の反射面13dで反射した光を出射方向へ反射する第2の反射面13eが、これら2方向に反射した光に対応して一対形成されている。
【0018】
なお、本実施の形態では、第1の反射面13dは、入射光と直交する方向に光を反射するが(図7参照)、出射方向以外の方向であれば、これ以外の方向に反射するものであってもよい。
【0019】
図2に詳しく示すように、導光体13の厚さをT、導光体13の厚さ方向における第1の反射面13dの長さをT とすると、厚さTから長さT を引いた長さT (=T−T )だけ第1の反射面13dが存在しない領域がある。よって、入光面13aから入射した光は、一部は第1の反射面13dで反射されるが、他は第1の反射面13dで反射されることなく、そのまま出射面13bに向かう。
【0020】
したがって、出射面13bは、入光面13aから入射して第1の反射面13dと第2の反射面13eで順次反射して到達した光、および入光面13aから入射してこれらの反射面13d,13eで反射することなく直接到達した光が出射することになる。
【0021】
そして、後述するように、第2の反射面13eから到達した光および入光面13aから直接到達した光が出射面13bの相互に異なる領域から出射するように、第1の反射面13dおよび第2の反射面13eの角度が設定されている。
【0022】
なお、第1の反射面13dは、2つの主面の何れかに形成されていればよく、また一対ではなく片方だけ形成されていてもよい。第1の反射面13dが片方だけに形成されている場合には、第2の反射面13eもまた、これに対応した片方だけに形成されていればよい。
【0023】
ここで、第1の反射面13dにおける導光体13の厚さ方向と直交する方向は直線状に形成してもよいが、湾曲あるいは円弧状に形成することもできる。
【0024】
また、図5に示すように、第1の反射面13dは、導光体13の厚さ方向の垂線に対して5〜15°の傾斜角θを、反射光が当該導光体13の厚さ方向の中央に向かう方向にもっていることが望ましい。このようにすれば、導光板13に入る光量が増加するので、LCDをより明るく照明することができる。
【0025】
次に、以上の構造を有する導光体13における光の経路について説明する。
【0026】
入光面13aから出射面13bに直接到達した光は、図6に示すように、出射面13bの、段差部13cつまり第1の反射面13dが形成されたために幅が狭くなった領域から出射する。また、入光面13aから第1の反射面13dおよび第2の反射面13eで反射して出射面13bに到達した光は、図7に示すように、出射面13bにおける幅の広い領域から出射する。したがって、これらの光を合成して表した図8に示すように、導光体13の出射面13bにおけるほぼ全域から光が出射する。
【0027】
よって、このような導光体13が用いられた導光板ユニットでは、図9に示すように、光源11の数を増やさなくても、導光板12を広範囲に照射することが可能になる。すなわち、導光板12に対して一つの光源11が受け持つ照明幅を決め、その照明幅に合わせた出射面13bを有する導光体13を作成し、これを導光板12に取り付けることで、必要かつ十分な数の光源11で照明可能な導光板ユニットが得られる。
【0028】
なお、本実施の形態においては、入光面13aから出射面13bに直接到達した光は拡散し(図6、図8)、第2の反射面13eで反射して出射面13bに到達した光は拡散していないが(図7、図8)、拡散角は自由に設定することができ、本実施の形態に示すものには限定されない。
【0029】
また、本実施の形態では、入光面13aから出射面13bに直接到達した光と第2の反射面13eで反射して出射面13bに到達した光とが、重複することなく出射面13bの相互に異なる領域から出射するようになっているが、双方の光の一部が相互に重複した領域から出射するようになっていてもよい。つまり、双方の光の少なくとも一部が、出射面13bにおける相互に異なる領域から出射するようになっていればよい。
【0030】
ここで、入光面13aから出射面13bに直接到達した光と第2の反射面13eで反射して出射面13bに到達した光との光量に差がでる場合には、輝度ムラとなって導光板12の輝度バランスが崩れることになる。そして、輝度バランスをとるには、入射光を反射する第1の反射面13dの面積S と、入光面13aから直接出射面13bに到達する入射光の進行方向と直交する方向に沿った面積S との比を調整すればよい。これには、段差部13cの高さを変化させることで、容易に行うことができる。
【0031】
なお、面積S が面積S よりも小さい場合には入光面13aから出射面13bに直接到達した光の光量の方が第2の反射面13eで反射して出射面13bに到達した光の光量よりも多くなるので、扇状の光線が強くなり、導光板12には照明されない影の部分が発生する。また、面積S が面積S よりも大きい場合には第2の反射面13eで反射して出射面13bに到達した光の光量の方が入光面13aから出射面13bに直接到達した光の光量よりも多くなるので、導光板12における光源11の近傍が暗くなる。
【0032】
以上の説明においては、段差部13cを構成する側面が第1の反射面13dとなっているが、たとえば図10および図11に示すように、主面に形成された溝部13fを構成する側面を第1の反射面13dとしてもよい。
【0033】
また、導光体13と導光板12とは相互に一体形成してもよい。ここで、図2に示す導光体13と導光体12とが一体形成された導光板ユニットを図12に、その導光板ユニットにおける光の経路を図13に示す。また、図10に示す導光体13と導光体12とが一体形成された導光板ユニットを図14に、その導光板ユニットにおける光の経路を図15に示す。
【0034】
さらに、入射光により照明される面状の導光板14を有する導光板ユニットとしては、図16〜図18に示すように、光源11からの光が入射する入光端面14aと、入光端面14aから入射した光の一部を導光板14内で広がる方向に反射するとともに他を通過させるプリズムが形成された第3の反射面14bと、第3の反射面14bで反射した光を第3の反射面14bを通過した光の方向へ反射するプリズムが形成された第4の反射面14dとを有する構成にすることもできる。
【0035】
図示するように、第3の反射面14bは厚さ方向に貫通した貫通孔14cを構成する壁面の一部として形成されており、第3の反射面14bおよび第4の反射面14dに形成されたプリズムは、厚さ方向に沿って一定間隔で延びる谷線と稜線との集合体となっている。
【0036】
このような導光板ユニットによれば、第3の反射面14bを通過して空間である貫通孔14cに出て再度入射した光と、第3の反射面14bおよび第4の反射面14dで順次反射した光とにより、導光板ユニット14が広範囲に照明されるようになる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、導光体の出射面におけるほぼ全域から光が出射するようになるので、光源の数を増やさなくても、導光板を広範囲に照射することが可能になるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の導光体が用いられたディスプレイ装置を示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施の形態である導光体を光源とともに出射面側から示す斜視図である。
【図3】図2の導光体を入光面側から示す斜視図である。
【図4】図3のA−A線に沿った断面図である。
【図5】本発明の一実施の形態である導光体を出射面側から拡大して示す側面図である。
【図6】本発明の一実施の形態である導光体において入光面から出射面に直接到達した光の経路を示す説明図である。
【図7】本発明の一実施の形態である導光体において入光面から第1の反射面および第2の反射面で反射して出射面に到達した光の経路を示す説明図である。
【図8】本発明の一実施の形態である導光体において入光面から出射面に直接到達した光と入光面から第1の反射面および第2の反射面で反射して出射面に到達した光との経路を合成して示す説明図である。
【図9】本発明の一実施の形態である導光体が用いられた導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図である。
【図10】本発明の他の実施の形態である導光体を示す平面図である。
【図11】本発明の他の実施の形態である導光体を出射面側から示す説明図である。
【図12】本発明の一実施の形態である導光板ユニットを示す斜視図である。
【図13】本発明の一実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図である。
【図14】本発明の他の実施の形態である導光板ユニットを示す斜視図である。
【図15】本発明の他の実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図である。
【図16】本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットの要部を示す斜視図である。
【図17】本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットの要部における光の経路を示す説明図である。
【図18】本発明のさらに他の実施の形態である導光板ユニットを光の経路とともに示す説明図である。
【図19】従来の導光板を、入射した光の経路とともに示す説明図である。
【符号の説明】
10 ディスプレイ装置
11 光源
12 導光板
13 導光体
13a 入光面
13a  谷線
13a  稜線
13b 出射面
13c 段差部
13d 第1の反射面
13e 第2の反射面
13f 溝部
14 導光板
14a 入光端面
14b 第3の反射面
14c 貫通孔
14d 第4の反射面
15 LCD(表示部)
θ 傾斜角
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light guide and a light guide plate unit, a display device, and an electronic device, and more particularly to a technique that is effective when applied to extend the irradiation range of a light guide plate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Today, a display unit such as an LCD (Liquid Crystal Display) used as a display unit in an electronic device employs a backlight system in which the LCD is illuminated from the back and a front light system in which the LCD is illuminated from the front. .
[0003]
In order to realize such an irradiation method, light emitted from an LED (Light Emitting Diode) as a light source is taken in from a light incident end face, and a planar light guide plate for illuminating the LCD is used. I have.
[0004]
Here, a conventional light guide plate will be described.
[0005]
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a conventional light guide plate together with a path of incident light.
[0006]
In FIG. 19, a light source 11 such as an LED is attached to a light incident end surface of a light guide plate 12 made of a transparent resin or a glass plate, and the light guide plate 12 is illuminated by light from the LED. ing.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Here, the light emitted from the LED, which is the light source, is radial light having high directivity, and the light from the LED that has entered the light guide plate is not sufficiently diffused. Therefore, as shown in FIG. 19, the light incident on the light guide plate becomes a fan-shaped illumination having a relatively narrow angle. Then, a shadow portion that is not illuminated occurs on the light guide plate.
[0008]
In order to eliminate the shadow, a large number of LEDs serving as light sources may be provided. However, an increase in the number of installed LEDs is not preferable because the cost increases accordingly.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to provide a technique capable of irradiating a light guide plate over a wide area without increasing the number of light sources.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a light guide according to the present invention is a light guide that guides light emitted from a light source to a light guide plate, and includes a light incident surface on which light from the light source is incident, and a light incident surface from the light incident surface. A first reflecting surface that reflects part of the reflected light in a direction other than the emission direction, a second reflection surface that reflects the light reflected by the first reflecting surface in the emission direction, and a position facing the light incident surface. And at least a part of light reflected by the second reflecting surface and arriving at the light incident surface and at least a part of light arriving directly from the light incident surface has an emission surface from different regions.
[0011]
According to this, since the light is emitted from almost the entire area on the emission surface of the light guide, it is possible to irradiate the light guide plate over a wide area without increasing the number of light sources.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. Here, in the attached drawings, the same members are denoted by the same reference numerals, and duplicate description is omitted. The embodiment of the present invention is a particularly useful embodiment in which the present invention is implemented, and the present invention is not limited to the embodiment.
[0013]
FIG. 1 is a perspective view showing a display device using the light guide of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a light guide according to an embodiment of the present invention together with a light source from an emission surface side, and FIG. 2 is a perspective view showing the light guide from the light incident surface side, FIG. 4 is a sectional view taken along line AA in FIG. 3, and FIG. 5 is a light guide according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is an explanatory view showing a path of light directly reaching a light exit surface from a light entrance surface in a light guide according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an embodiment of the present invention. FIG. 8 is an explanatory view showing a path of light that has been reflected from a light incident surface to a first reflecting surface and a second reflecting surface and has reached an outgoing surface in a light guide according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is an embodiment of the present invention. In the light guide, the light directly reaches the light-emitting surface from the light-entering surface and is reflected from the light-entering surface by the first reflecting surface and the second reflecting surface to reach the light-emitting surface. FIG. 9 is an explanatory view showing a combined path with light, FIG. 9 is an explanatory view showing a light guide plate unit using a light guide according to an embodiment of the present invention together with a light path, and FIG. FIG. 11 is a plan view showing a light guide according to an embodiment of the present invention, FIG. 11 is an explanatory view showing a light guide according to another embodiment of the present invention from an emission surface side, and FIG. 12 is an embodiment of the present invention. FIG. 13 is a perspective view showing a light guide plate unit, FIG. 13 is an explanatory view showing a light guide plate unit according to an embodiment of the present invention together with a light path, and FIG. 14 is a light guide plate unit according to another embodiment of the present invention. FIG. 15 is an explanatory view showing a light guide plate unit according to another embodiment of the present invention together with light paths, and FIG. 16 is a perspective view showing a main part of a light guide plate unit according to still another embodiment of the present invention. FIG. 17 is a perspective view showing a light guide plate unit according to still another embodiment of the present invention. Explanatory view showing a path of light in the main part of FIG. 18 is an explanatory view showing with still another embodiment of the light guide plate unit of the light path in the form of the present invention.
[0014]
As shown in FIG. 1, a display device 10 according to the present embodiment is used for displaying an electronic device such as a mobile phone, for example, and includes a light source 11 such as an LED and a light guide plate 12 for transmitting light emitted from the light source 11. , A planar light guide plate 12 illuminated by light incident from the light incident end face through the light guide 13, and an LCD (display unit) 15 illuminated by light emitted by the light guide plate 12 And The light guide 13 and the light guide 12 constitute a light guide plate unit.
[0015]
In the present embodiment, an LED is used as the light source 11, but a light source other than the LED may be used. Further, the electronic device in which the display device 10 is used may be other than the mobile phone.
[0016]
In such a display device 10, as shown in FIGS. 2 and 3, the light guide 13 is formed at a light incident surface 13 a on which light from the light source 11 is incident and at a position facing the light incident surface 13 a. And an emission surface 13b. As shown in FIGS. 3 and 4, valley lines 13 a 1 and ridge lines 13 a 2 are formed on the light incident surface 13 a at concentric circles at a constant interval, and the divergence lines reduce the diffusion angle of light from the light source 11. An optical prism is formed.
[0017]
The light guide 13 has a recessed and substantially triangular step portion 13c formed on two main surfaces located in the thickness direction, and a pair of left and right symmetrical side surfaces forming the step portion 13c receive light. The first reflection surface 13d reflects a part of the light incident from the surface 13a in two directions that are away from each other. The light guide 13 has a pair of second reflection surfaces 13e that reflect the light reflected by the first reflection surface 13d in the emission direction in correspondence with the light reflected in these two directions. .
[0018]
In the present embodiment, the first reflection surface 13d reflects light in a direction orthogonal to the incident light (see FIG. 7), but reflects light in a direction other than the emission direction if the direction is other than the emission direction. It may be something.
[0019]
As shown in detail in FIG. 2, T the thickness of the light guide 13, the length of the first reflecting surface 13d in the thickness direction of the light guide 13 when the T 1, the length T 1 from the thickness T there are long T 2 (= T-T 1 ) not only a first reflecting surface 13d is present the region minus. Therefore, part of the light incident from the light incident surface 13a is reflected by the first reflection surface 13d, but the other light is directed toward the emission surface 13b without being reflected by the first reflection surface 13d.
[0020]
Therefore, the light exiting surface 13b receives the light incident from the light incident surface 13a and sequentially reflected by the first reflection surface 13d and the second reflection surface 13e, and the light incident from the light incident surface 13a. The light that directly arrives without being reflected by 13d and 13e is emitted.
[0021]
Then, as described later, the first reflection surface 13d and the first reflection surface 13d are arranged such that light arriving from the second reflection surface 13e and light arriving directly from the light entrance surface 13a exit from mutually different regions of the emission surface 13b. The angle of the second reflection surface 13e is set.
[0022]
The first reflecting surface 13d may be formed on any one of the two main surfaces, and may be formed on one side instead of a pair. When the first reflection surface 13d is formed on only one side, the second reflection surface 13e only needs to be formed on only one side corresponding thereto.
[0023]
Here, the direction orthogonal to the thickness direction of the light guide 13 on the first reflection surface 13d may be formed in a straight line, but may be formed in a curved or arcuate shape.
[0024]
As shown in FIG. 5, the first reflection surface 13 d has an inclination angle θ of 5 to 15 ° with respect to a perpendicular to the thickness direction of the light guide 13, It is desirable that it be in the direction toward the center in the vertical direction. By doing so, the amount of light entering the light guide plate 13 increases, so that the LCD can be illuminated more brightly.
[0025]
Next, a light path in the light guide 13 having the above structure will be described.
[0026]
As shown in FIG. 6, the light that has directly reached the light-emitting surface 13b from the light-entering surface 13a is emitted from the region of the light-emitting surface 13b where the width is reduced due to the formation of the step 13c, that is, the first reflecting surface 13d. I do. Further, the light reflected from the light incident surface 13a on the first reflection surface 13d and the second reflection surface 13e and reaching the light exit surface 13b exits from a wide area on the light exit surface 13b as shown in FIG. I do. Therefore, as shown in FIG. 8 which combines and expresses these lights, light is emitted from almost the entire area of the emission surface 13 b of the light guide 13.
[0027]
Therefore, in the light guide plate unit using such a light guide 13, as shown in FIG. 9, it is possible to irradiate the light guide plate 12 over a wide range without increasing the number of light sources 11. That is, an illumination width that one light source 11 covers for the light guide plate 12 is determined, a light guide 13 having an emission surface 13 b corresponding to the illumination width is created, and the light guide 13 is attached to the light guide plate 12, thereby making it necessary and necessary. A light guide plate unit that can be illuminated by a sufficient number of light sources 11 is obtained.
[0028]
In the present embodiment, light that directly reaches light-emitting surface 13b from light-entering surface 13a is diffused (FIGS. 6 and 8), and light that reaches light-emitting surface 13b after being reflected by second reflecting surface 13e. Is not diffused (FIGS. 7 and 8), but the diffusion angle can be freely set and is not limited to the one shown in the present embodiment.
[0029]
Further, in the present embodiment, the light directly reaching light emitting surface 13b from light incident surface 13a and light reaching light emitting surface 13b after being reflected by second reflecting surface 13e are not overlapped with light from light emitting surface 13b. Although light is emitted from mutually different regions, a part of both lights may be emitted from mutually overlapping regions. That is, it is only necessary that at least a part of both lights is emitted from mutually different areas on the emission surface 13b.
[0030]
Here, when there is a difference in light amount between the light directly reaching the light exit surface 13b from the light incident surface 13a and the light reaching the light exit surface 13b after being reflected by the second reflection surface 13e, luminance unevenness occurs. The luminance balance of the light guide plate 12 will be lost. To achieve the luminance balance, the area S1 of the first reflection surface 13d that reflects the incident light and the direction perpendicular to the traveling direction of the incident light that directly reaches the emission surface 13b from the light entrance surface 13a are set. the ratio between the area S 2 may be adjusted. This can be easily performed by changing the height of the step 13c.
[0031]
When the area S 1 is smaller than the area S 2, the light amount of the light that directly reaches the light exit surface 13 b from the light incident surface 13 a is reflected by the second reflection surface 13 e and reaches the light exit surface 13 b. Therefore, the fan-shaped light beam becomes stronger, and a shadow portion that is not illuminated on the light guide plate 12 is generated. When the area S 1 is larger than the area S 2 , the amount of light reflected by the second reflection surface 13 e and reaching the emission surface 13 b is equal to the amount of light directly reaching the emission surface 13 b from the light incident surface 13 a. , The light in the light guide plate 12 near the light source 11 becomes darker.
[0032]
In the above description, the side surface forming the step portion 13c is the first reflection surface 13d. For example, as shown in FIGS. 10 and 11, the side surface forming the groove portion 13f formed on the main surface is referred to as the first reflection surface 13d. The first reflection surface 13d may be used.
[0033]
Further, the light guide 13 and the light guide plate 12 may be formed integrally with each other. Here, FIG. 12 shows a light guide plate unit in which the light guide 13 and the light guide 12 shown in FIG. 2 are integrally formed, and FIG. 13 shows a light path in the light guide plate unit. Further, FIG. 14 shows a light guide plate unit in which the light guide 13 and the light guide 12 shown in FIG. 10 are integrally formed, and FIG. 15 shows a light path in the light guide plate unit.
[0034]
Further, as a light guide plate unit having a planar light guide plate 14 illuminated by incident light, as shown in FIGS. 16 to 18, a light incident end face 14 a on which light from the light source 11 is incident, and a light incident end face 14 a A third reflecting surface 14b formed with a prism that reflects a part of the light incident from the light guide plate 14 in a direction in which the light spreads in the light guide plate 14 and allows the other light to pass through the third reflecting surface 14b; A fourth reflecting surface 14d on which a prism that reflects light in the direction of light passing through the reflecting surface 14b may be formed.
[0035]
As shown in the drawing, the third reflecting surface 14b is formed as a part of a wall surface forming a through hole 14c penetrating in the thickness direction, and is formed on the third reflecting surface 14b and the fourth reflecting surface 14d. The prism is an aggregate of valleys and ridges extending at regular intervals along the thickness direction.
[0036]
According to such a light guide plate unit, the light that has passed through the third reflecting surface 14b, exited into the through-hole 14c, which is a space, and entered again, and sequentially on the third reflecting surface 14b and the fourth reflecting surface 14d. The light guide plate unit 14 is illuminated over a wide area by the reflected light.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since light is emitted from almost the entire area of the light emitting surface of the light guide, it is possible to irradiate the light guide plate over a wide area without increasing the number of light sources. Is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a display device using the light guide of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a light guide according to an embodiment of the present invention together with a light source from an emission surface side.
FIG. 3 is a perspective view showing the light guide of FIG. 2 from the light incident surface side.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 3;
FIG. 5 is a side view showing a light guide according to an embodiment of the present invention in an enlarged manner from an emission surface side.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a path of light directly reaching a light exit surface from a light entrance surface in the light guide according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a path of light that has been reflected by a first reflection surface and a second reflection surface from a light entrance surface to reach a light exit surface in a light guide according to an embodiment of the present invention. .
FIG. 8 shows a light guide according to an embodiment of the present invention, in which light directly reaches a light-emitting surface from a light-entering surface and is reflected from the light-entering surface by a first reflecting surface and a second reflecting surface. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a combined path with light that has reached the point.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a light guide plate unit using a light guide according to an embodiment of the present invention, together with a light path.
FIG. 10 is a plan view showing a light guide according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory view showing a light guide according to another embodiment of the present invention from an emission surface side.
FIG. 12 is a perspective view showing a light guide plate unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a light guide plate unit according to an embodiment of the present invention together with a light path.
FIG. 14 is a perspective view showing a light guide plate unit according to another embodiment of the present invention.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a light guide plate unit according to another embodiment of the present invention together with a light path.
FIG. 16 is a perspective view showing a main part of a light guide plate unit according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a light path in a main part of a light guide plate unit according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a light guide plate unit according to still another embodiment of the present invention, together with a light path.
FIG. 19 is an explanatory view showing a conventional light guide plate together with a path of incident light.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 display device 11 light source 12 light guide plate 13 light guide 13a light entrance surface 13a 1 valley line 13a 2 ridge line 13b exit surface 13c step portion 13d first reflection surface 13e second reflection surface 13f groove portion 14 light guide plate 14a light entrance end surface 14b Third reflective surface 14c Through hole 14d Fourth reflective surface 15 LCD (display unit)
θ tilt angle

Claims (13)

光源から出射した光を導光板に導く導光体であって、
前記光源からの光が入射する入光面と、
前記入光面から入射した光の一部を出射方向以外の方向へ反射する第1の反射面と、
前記第1の反射面で反射した光を出射方向へ反射する第2の反射面と、
前記入光面に対向した位置に形成され、前記第2の反射面で反射して到達した光および前記入光面から直接到達した光の少なくとも一部が相互に異なる領域から出射する出射面とを有することを特徴とする導光体。
A light guide for guiding light emitted from the light source to the light guide plate,
A light incident surface on which light from the light source is incident,
A first reflecting surface that reflects part of light incident from the light incident surface in a direction other than the emission direction;
A second reflecting surface that reflects light reflected by the first reflecting surface in an emission direction;
An emission surface formed at a position facing the light incident surface, wherein at least a part of light that has arrived by being reflected by the second reflection surface and light that has directly arrived from the light incident surface exits from mutually different regions; A light guide, comprising:
前記第1の反射面は、前記導光体における厚さ方向に位置する2つの主面の少なくとも何れかにおいて一対形成され、前記入光面から入射した光を相互に離反する方向となる2方向に反射し、
前記第2の反射面は、これら2方向に反射した光に対応して一対形成されていることを特徴とする請求項1記載の導光体。
The first reflection surface is formed as a pair on at least one of two main surfaces located in the thickness direction of the light guide, and two directions in which light incident from the light entrance surface are separated from each other. Reflected on
2. The light guide according to claim 1, wherein a pair of the second reflection surfaces is formed corresponding to the light reflected in these two directions. 3.
前記第1の反射面は、入射光と直交する方向に光を反射することを特徴とする請求項1または2記載の導光体。The light guide according to claim 1, wherein the first reflection surface reflects light in a direction orthogonal to incident light. 前記第1の反射面における前記導光体の厚さ方向と直交する方向は湾曲して形成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の導光体。The light guide according to any one of claims 1 to 3, wherein a direction perpendicular to a thickness direction of the light guide on the first reflection surface is formed to be curved. 前記第1の反射面における前記導光体の厚さ方向と直交する方向は円弧状に形成されていることを特徴とする請求項4記載の導光体。The light guide according to claim 4, wherein a direction perpendicular to a thickness direction of the light guide on the first reflection surface is formed in an arc shape. 前記第1の反射面は、前記導光体の厚さ方向の垂線に対して5〜15°の傾斜角を、反射光が当該導光体の厚さ方向の中央に向かう方向に有していることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の導光体。The first reflection surface has an inclination angle of 5 to 15 ° with respect to a perpendicular to a thickness direction of the light guide, in a direction in which reflected light is directed toward a center in a thickness direction of the light guide. The light guide according to claim 1, wherein the light guide is provided. 前記第1の反射面は、前記主面に形成された凹状の段差部を構成する側面、または前記主面に形成された溝部を構成する側面であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の導光体。The said 1st reflection surface is a side surface which comprises the concave-shaped step part formed in the said main surface, or a side surface which comprises the groove part formed in the said main surface, The Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. The light guide according to claim 1. 前記入光面には、前記光源からの光の拡散角を狭める集光プリズムが形成されていることを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の導光体。The light guide according to claim 1, wherein a condensing prism that narrows a diffusion angle of light from the light source is formed on the light incident surface. 請求項1〜8の何れか一項に記載の導光体と、
前記導光体を通って入光端面から入射した光で照明される面状の導光板とを有することを特徴とする導光板ユニット。
A light guide according to any one of claims 1 to 8,
A planar light guide plate illuminated with light incident from a light incident end face through the light guide, and a light guide plate unit.
前記導光体と前記導光板とは相互に一体形成されていることを特徴とする請求項9記載の導光板ユニット。The light guide plate unit according to claim 9, wherein the light guide and the light guide plate are formed integrally with each other. 入射光により照明される面状の導光板を有する導光板ユニットであって、
光源からの光が入射する入光端面と、
厚さ方向に貫通した貫通孔を構成する壁面の一部として形成され、前記入光端面から入射した光の一部を前記導光板内で広がる方向に反射するとともに他を通過させるプリズムが形成された第3の反射面と、
前記第3の反射面で反射した光を前記第3の反射面を通過した光の方向へ反射するプリズムが形成された第4の反射面とを有することを特徴とする導光板ユニット。
A light guide plate unit having a planar light guide plate illuminated by incident light,
A light incident end face on which light from a light source is incident,
A prism that is formed as a part of a wall surface forming a through hole penetrating in the thickness direction, reflects a part of light incident from the light incident end face in a direction in which the light guide plate spreads, and passes another prism is formed. A third reflecting surface;
A light reflecting plate having a prism formed to reflect light reflected by the third reflecting surface in a direction of light passing through the third reflecting surface.
光源と、
請求項9〜11の何れか一項に記載の導光板ユニットと、
前記導光板ユニットにより照明される表示部とを有することを特徴とするディスプレイ装置。
A light source,
A light guide plate unit according to any one of claims 9 to 11,
A display unit illuminated by the light guide plate unit.
請求項12記載のディスプレイ装置が用いられていることを特徴とする電子装置。An electronic device comprising the display device according to claim 12.
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