JP4638815B2 - Light guide plate having light lens array, light irradiation device, and liquid crystal display device - Google Patents
Light guide plate having light lens array, light irradiation device, and liquid crystal display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4638815B2 JP4638815B2 JP2005369120A JP2005369120A JP4638815B2 JP 4638815 B2 JP4638815 B2 JP 4638815B2 JP 2005369120 A JP2005369120 A JP 2005369120A JP 2005369120 A JP2005369120 A JP 2005369120A JP 4638815 B2 JP4638815 B2 JP 4638815B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- guide plate
- light guide
- condensing
- cross
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光源からの光を面状に変換する導光板に関し、更に詳細には、光源からの光を直接入射面に入射させて出射面の平行方向に導波させ、前記出射面から面状に光を射出する導光板、並びにこの導光板を具備する光照射装置及び液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a light guide plate that converts light from a light source into a planar shape. More specifically, the light from a light source is directly incident on an incident surface to be guided in a direction parallel to the exit surface, and the surface from the exit surface. The present invention relates to a light guide plate that emits light in a shape, and a light irradiation device and a liquid crystal display device including the light guide plate.
導光板は、液晶表示装置のバックライト、発光表示板等に用いられる種々の照明装置に利用されており、以下に従来の導光板が液晶表示装置のバックライトに用いられた従来技術について詳述する。
特開平5−173133号公報(特許文献1)に記載される従来の液晶表示装置101を図14に示す。この液晶表示装置101は、液晶パネル108を後方から照明する光源106を備え、この光源106は熱陰極U字管106aと反射板106bから構成される。この熱陰極U字管106aから後方への照射光を反射板106bにより液晶パネル108へ反射させる。更に、前記液晶表示装置101は、光源106からの光を液晶パネルに拡散する拡散板107を備えている。また、前記拡散板107の後方に、光源106からの光を液晶パネル108に対して平行方向に導く透光性の導光板104が設けられ、この導光板104の後面に、光源106からの光を透過させながら散乱する透光散乱膜111が形成されている。
The light guide plate is used in various illuminating devices used for backlights of liquid crystal display devices, light emitting display plates, and the like, and the conventional technology in which the conventional light guide plates are used for backlights of liquid crystal display devices is described in detail below. To do.
FIG. 14 shows a conventional liquid
また、前記拡散板107の前方に、この拡散板104からの光を前方に集光してその干渉を防ぐ光拡散シート110が設けられている。前記光源106からの光は、導光板104の内部に入射し、透光散乱膜22により散乱され、導光板21に斜め方向に進入する。前記導光板104内の光は、液晶パネル108に対して平行方向に広範囲に導かれ、その輝度むらが緩和される。その後、光は導光板108から前方へ出射し、拡散板107および光拡散シート110を通過した後、液晶パネル108を後方から照明する。
A light diffusing
図15は、従来の導光板が配設された液晶表示装置101の分解状態の斜視図である。蛍光灯からなる光源106の背面の反射板106bが配置され、光源106の前面に光源光をあらゆる方向に均等に拡散させる拡散板107が配置されている。この拡散板107の前面に対向して液晶パネル108が配置され、その液晶パネル108の裏面に入射偏光板108aが、表面に出射偏光板108bが配設されている。前記拡散板107と液晶パネル108との間に拡散板107からの拡散光を効率良く視野角内に集光させて正面輝度を高めるためのプリズムシート109がその稜線方向を左右方向(水平方向)とする状態で配置されている。
FIG. 15 is an exploded perspective view of the liquid
入射偏光板108aの透過軸方向(矢印の方向)は上下方向すなわち稜線方向に対する直角方向(鉛直方向)とされ、出射偏光板108bの透過軸方向(矢印の方向)は左右方向(水平方向)とされている。従って、S波に比べて透過率のより高いP波を利用することが可能であり、プリズムシート109の稜線方向に対して入射偏光板108aの透過軸方向(矢印)を直角に定めてあることにより、プリズムシート109を1枚に限定して輝度視角を比較的に大きく確保している。
図14に示した液晶表示装置101では、光源106からの光を液晶パネルに拡散する拡散板107や光源106からの光を透過させながら散乱する透光散乱膜111が設けられている。また。図15の液晶表示装置101では、光源光をあらゆる方向に均等に拡散させる拡散板107やこの拡散板107からの拡散光を効率良く視野角内に集光させて正面輝度を高めるためのプリズムシート109が設けられている。これらの光学部材の1つに対して約8%以上の光量の損失(フレネル・ロス)が生じ、この損失が乗算的に累積していた。従って、1つでも上記のような光学部材を減らし、光量の損失を低減させることが求められていた。
In the liquid
更に、液晶表示装置は、陰極線管(CRT)ディスプレイに比べ輝度が低く、原理的にはより一層の省エネルギー化が可能であるが、テレビジョン(TV)等に利用される液晶表示装置は、画面が60インチ以上の場合、消費電力が600Wを越えており、エネルギー(光)のより効率的な利用が要求されていた。 Further, the liquid crystal display device has a lower luminance than a cathode ray tube (CRT) display, and in principle can further save energy. However, a liquid crystal display device used for a television (TV) or the like is a screen. In the case of 60 inches or more, power consumption exceeds 600 W, and more efficient use of energy (light) has been demanded.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、冷陰極管や発光ダイオード(LED)光源をムラなく、白色に拡散させ、TV等の液晶表示板の均一な面光源を提供することができ、光源からの光を集光することにより、液晶パネルの光透過度を高め、液晶表示板での高輝度化を図り、高さ方向、幅方向の集光度が適宜に設定でき、非集光方向の視野角の改善を図ることが可能な導光板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a uniform surface light source of a liquid crystal display panel such as a TV by uniformly diffusing a cold-cathode tube or a light-emitting diode (LED) light source to white. By condensing the light from the light source, the light transmittance of the liquid crystal panel can be increased, the brightness of the liquid crystal display panel can be increased, and the light intensity in the height and width directions can be set appropriately. An object of the present invention is to provide a light guide plate capable of improving the viewing angle in the light collecting direction.
本発明は上記課題を解決するために提案されたものであって、本発明の第1の形態は、光源からの光を直接入射面に入射させて出射面の平行方向に導波させ、前記出射面から面状に光を射出する導光板において、所定方向に集光作用を有する複数の微小アナモルフィックレンズを不規則に配設した微小レンズアレイが前記入射面上及び/又は出射面上に一体形成され、前記入射面又は出射面上に設けられた複数の微小アナモルフィックレンズの各集光断面が同方向に配設され、前記微小レンズアレイの不規則パターンにより光を乱反射させる微小レンズアレイを具備する導光板である。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problem. In the first embodiment of the present invention, the light from the light source is directly incident on the incident surface and guided in the parallel direction of the output surface, In a light guide plate that emits light in a planar shape from an exit surface, a microlens array in which a plurality of microanamorphic lenses having a condensing function in a predetermined direction are irregularly arranged is on the entrance surface and / or the exit surface And a plurality of minute anamorphic lenses provided on the entrance surface or the exit surface are arranged in the same direction, and the microscopic lens array irregularly reflects light. A light guide plate having a lens array.
本発明の第2の形態は、第1の形態において、前記入射面又は出射面上に設けられた複数の微小アナモルフィックレンズの各集光軸が前記出射面の高さ方向又は幅方向に一致するように前記微小レンズアレイが配設される微小レンズアレイを具備する導光板である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, each condensing axis of a plurality of micro anamorphic lenses provided on the incident surface or the exit surface is in the height direction or the width direction of the exit surface. A light guide plate having a microlens array in which the microlens arrays are arranged so as to coincide with each other.
本発明の第3の形態は、第1又は第2の形態において、前記入射面上及び出射面上に設けられた微小レンズアレイの集光断面方向が互いに略直交又は略一致するように配設される微小レンズアレイを具備する導光板である。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the condensing cross-sectional directions of the microlens arrays provided on the entrance surface and the exit surface are arranged so as to be substantially orthogonal or substantially coincide with each other. A light guide plate having a microlens array.
本発明の第4の形態は、第1〜第3のいずれかの形態において、前記微小レンズアレイが、大きさ及び/又は形状の異なる2種以上の微小アナモルフィックレンズから構成される微小レンズアレイを具備する導光板である。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the microlens array includes two or more types of microanamorphic lenses having different sizes and / or shapes. A light guide plate having an array.
本発明の第5の形態は、第1〜第4のいずれかの形態において、前記微小アナモルフィックレンズの前記集光断面方向の曲率半径が0.01mm〜1mm、前記集光面に直交する非集光断面方向の曲率半径が10mm〜100mmである微小レンズアレイを具備する導光板である。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the curvature radius of the microscopic anamorphic lens in the condensing cross-sectional direction is 0.01 mm to 1 mm, and is orthogonal to the condensing surface. It is a light-guide plate which comprises the micro lens array whose curvature radius of a non-light-condensing cross-sectional direction is 10 mm-100 mm.
本発明の第6の形態は、第1〜第5のいずれかの形態において、前記微小アナモルフィックレンズの前記集光断面方向の長さが0.1〜1mm、前記非集光断面方向の長さが1〜10mmである微小レンズアレイを具備する導光板である。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the length of the microscopic anamorphic lens in the condensing cross-sectional direction is 0.1 to 1 mm, and the non-condensing cross-sectional direction is It is a light-guide plate which comprises the micro lens array whose length is 1-10 mm.
本発明の第7の形態は、第1〜第5のいずれかの形態において、前記微小アナモルフィックレンズが、前記集光断面方向と前記非集光断面方向の曲率が異なる円形状レンズである微小レンズアレイを具備する導光板である。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the micro anamorphic lens is a circular lens having different curvatures in the condensing cross-sectional direction and the non-condensing cross-sectional direction. A light guide plate having a microlens array.
本発明の第8の形態は、第1〜第7のいずれかの形態において、前記微小レンズアレイが、所定の方向における微小レンズの間隔を等間隔位置から不規則にずらして配列された不規則パターンであり、前記等間隔位置からのずれ幅が平均間隔の1/1000〜1/10である微小レンズアレイを具備する導光板である。 According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the micro lens array is an irregular array in which the micro lens intervals in a predetermined direction are irregularly shifted from an equal interval position. It is a light guide plate comprising a microlens array that is a pattern and has a deviation width from the equally spaced position of 1/1000 to 1/10 of the average distance.
本発明の第9の形態は、第1〜第8のいずれかの形態である微小レンズアレイを具備する導光板と、この導光板の入射面側に配設された少なくとも1つ以上の光源から構成され、この光源からの光を前記導光板により面状に変換して照射する光照射装置である。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a light guide plate including the microlens array according to any one of the first to eighth aspects, and at least one light source disposed on the incident surface side of the light guide plate. The light irradiation device is configured to irradiate light from the light source by converting the light into a planar shape by the light guide plate.
本発明の第10の形態は、第9の形態において、前記光源は、冷陰極管とこの冷陰極管からの光を前記入射面の方向に反射させる反射板から構成される光照射装置である。 A tenth aspect of the present invention is the light irradiating device according to the ninth aspect, wherein the light source includes a cold cathode tube and a reflector that reflects light from the cold cathode tube toward the incident surface. .
本発明の第11の形態は、第9の形態において、前記光源が白色発光ダイオードから構成される光照射装置である。 An eleventh aspect of the present invention is the light irradiation apparatus according to the ninth aspect, wherein the light source is formed of a white light emitting diode.
本発明の第12の形態は、第9の形態において、前記光源は、RGB(赤、緑、青)三色の発光ダイオードから構成され、前記微小レンズアレイにより前記RGB光を白色化する光照射装置である。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the ninth aspect, the light source is composed of light emitting diodes of RGB (red, green, blue) three colors, and light irradiation for whitening the RGB light by the micro lens array Device.
本発明の第13の形態は、第10又は第11の形態の光照射装置からなるバックライトと、このバックライトから照射される面状の光を透過して画像を表示する液晶パネルから構成される液晶表示装置である。 A thirteenth aspect of the present invention includes a backlight composed of the light irradiation device according to the tenth or eleventh aspect, and a liquid crystal panel that displays an image by transmitting planar light emitted from the backlight. This is a liquid crystal display device.
本発明の第1の形態によれば、導光板の入射面上及び/又は出射面上に複数の微小アナモルフィックレンズが不規則に配設された微小レンズアレイが一体形成されるから、本発明に係る導光板により点光源及び/又は線光源からの光を均一な面状の光に変換して前記出射面から射出することができる。前述のように、従来の導光板により点光源や線光源の光を平面的な光に変換するためには、導光板と光源の間に光量を均一化するための光拡散シート等を配設し、出射面側に光を集光するレンズシート等の光学部材を配設する必要があった。しかし、本発明に係る導光板は、不規則パターンを有する微小レンズアレイが一体形成されるから、光拡散シート、集光レンズシートを配設する必要がなく、これらの光学部材における光量の損失(フレネル・ロス)が無いから、光源からの光を高効率に面状光に変換することができる。本発明に係る導光板は成形型を用いた射出成形により、アクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、環状ポリオレフィン(COP)、ポリスチレン(PS)から製造することができ、又熱硬化樹脂、紫外線硬化性樹脂などの各種の光透過性樹脂から形成することができる。
また、前記微小アナモルフィッンズレンズと導光板の境界が不規則に形成されるから、この不規則パターンにより光が乱反射され、干渉パターンの形成を防止することができ、均一な面状光を射出することができる。更に、前記入射面又は出射面上に設けられた複数の微小アナモルフィックレンズは、各集光断面が同方向に配設されるから、集光断面方向を適宜設定して所望の方向に光を集光することができる。ここで、集光断面とは、前記微小アナモルフィックレンズにおいて、凸面又は凹面の曲率が最大となるレンズ断面と平行な面であり、主メリジオナル平面とも呼ばれている(Warren J. Smith, “Modern Optical Engineering (second Edition) McGraw-Hill, Inc. 1990 (非特許文献1))。本願明細書では、後述するように(例えば、図9参照)、微小アナモルフィックレンズの集光度が最も大きな断面方向とこれに平行な面方向を集光断面方向と呼ぶ。また、光軸に対して集光断面方向に垂直な面方向を非集光断面方向とし、レンズ表面の曲率が大きく、集光度が小さくなるように設計されている。本発明に係る微小アナモルフィックレンズは、集光断面方向に曲率が大きく、非集光断面方向に曲率が小さく設定されていれば良く、例えば、半円筒状の微小アナモルフィックレンズでは、短手方向の断面が集光断面方向に相当し、長手方向の断面が非集光断面方向に相当する。また、断面は光軸(又は中心軸)を軸とする回転に対して集光断面方向から非集光断面方向へ集光度が減少するように設計しても良く、集光断面方向又は非集光断面方向に平行な全ての面が略同一の曲率を有するように設計することもできる。
本発明に係る導光板は、1つ又は複数の点光源や線光源からの光を金いるな面状光に変換することができ、種々の光照射装置に利用するができる。例えば、自動車のヘッドライト、室内灯、スポットライト、液晶表示用のバックライト、発光表示板等に用いて均一な面状光を照射することができる。
In addition, since the boundary between the minute anamorphic lens and the light guide plate is irregularly formed, light is irregularly reflected by the irregular pattern, and the formation of an interference pattern can be prevented. Can be injected. Further, since the plurality of micro anamorphic lenses provided on the entrance surface or the exit surface are arranged in the same direction in each condensing section, the condensing section direction is appropriately set and light is emitted in a desired direction. Can be condensed. Here, the light collection cross section is a plane parallel to the lens cross section in which the curvature of the convex surface or the concave surface is maximum in the micro anamorphic lens, and is also called a main meridional plane (Warren J. Smith, “ Modern Optical Engineering (second edition) McGraw-Hill, Inc. 1990 (Non-Patent Document 1)) In this specification, as will be described later (see, for example, FIG. 9), the light concentration of the micro anamorphic lens is the largest. The cross-sectional direction and the plane direction parallel to the cross-sectional direction are referred to as the condensing cross-sectional direction, and the surface direction perpendicular to the condensing cross-sectional direction with respect to the optical axis is the non-condensing cross-sectional direction. The micro anamorphic lens according to the present invention only needs to have a large curvature in the condensing cross-sectional direction and a small curvature in the non-condensing cross-sectional direction. Micro anamorph In a cross lens, the cross section in the short direction corresponds to the condensing cross section direction, the cross section in the longitudinal direction corresponds to the non-condensing cross section direction, and the cross section is against rotation about the optical axis (or central axis). The degree of condensing may be designed to decrease from the condensing cross-section direction to the non-condensing cross-section direction, and all surfaces parallel to the condensing cross-section direction or non-condensing cross-section direction are designed to have substantially the same curvature. You can also
The light guide plate according to the present invention can convert light from one or a plurality of point light sources or line light sources into planar light, and can be used for various light irradiation devices. For example, uniform planar light can be applied to a headlight of an automobile, a room light, a spotlight, a backlight for liquid crystal display, a light emitting display board, and the like.
本発明の第2の形態によれば、前記入射面又は出射面上に設けられた複数の微小アナモルフィックレンズの各集光断面が前記出射面の高さ方向又は幅方向に一致するように前記微小レンズアレイが配設されるから、本発明に係る導光板を透過する光を前記集光断面方向に集束させることができる。パーソナルコンピュータ用のディスプレイやテレビジョン等に用いられる液晶表示装置では、幅方向の視野角を確保する必要があるが、利用者はほぼ同一の高さで視聴するため、高さ方向の視野角は比較的狭くても支障がない場合が多い。従って、前記集光断面を高さ方向に一致させて表示画面からの拡散を抑制し、集光することにより、高い輝度を確保することができる。
また、第2の形態の導光板を看板や非常灯などの発光表示装置、若しくは照明器具等に用いた場合においても、所定の方向に集光断面方向を設定することにより、導光板を介して光源からの光を高効率に照射することができる。例えば、照明器具により照射する領域が特定の方向にのみ拡がっている場合、前記集光断面方向を設定することにより所定の軸方向へ光の拡散を抑制して高効率に照射領域のみを照射することができる。また、発光表示装置に本発明に係る導光板を利用した場合、所望の方向への輝度を増強して、高効率に種々の情報を表示することができる。
According to the second aspect of the present invention, the respective light collecting cross sections of the plurality of minute anamorphic lenses provided on the incident surface or the exit surface are aligned with the height direction or the width direction of the exit surface. Since the microlens array is disposed, the light transmitted through the light guide plate according to the present invention can be focused in the condensing section direction. In liquid crystal display devices used for personal computer displays and televisions, it is necessary to secure a viewing angle in the width direction, but since the user views at almost the same height, the viewing angle in the height direction is In many cases, there is no problem even if it is relatively narrow. Therefore, high luminance can be ensured by making the light collection cross section coincide with the height direction to suppress diffusion from the display screen and collect light.
Moreover, even when the light guide plate of the second form is used for a light emitting display device such as a signboard or an emergency light, or a lighting fixture, by setting the light collecting cross section direction in a predetermined direction, Light from the light source can be irradiated with high efficiency. For example, when the area irradiated by the lighting fixture extends only in a specific direction, the diffusion cross section direction is set to suppress the diffusion of light in a predetermined axial direction and irradiate only the irradiation area with high efficiency. be able to. In addition, when the light guide plate according to the present invention is used in a light emitting display device, it is possible to enhance luminance in a desired direction and display various information with high efficiency.
本発明の第3の形態によれば、前記入射面上及び出射面上に設けられた微小レンズアレイの集光断面方向を互いに略直交させて配設した場合、平面状の透過光を一つの射出方向に集光し、高輝度の透過光を高効率に射出させることができる。例えば、携帯電話や現金自動預払機(ATM)等に用いられる表示装置では、公共の場所で重要な個人情報を表示するものであり、視野角を狭めて1人の利用者のみに情報を提供することが求められる。従って、特定の利用者のみに情報を表示する場合、本発明に係る導光板を具備することにより、平面状の光を特定の方向のみに集束させ、利用者のみに視認可能な情報を出力する表示装置を提供することができる。また、例えば、飛行機や自動車内に設置される照明器具では、特定の対象物のみに光を照射することが求められる。本発明に係る導光板を用いれば、均一な平面状の光を集束させ所定の領域に照射することができる。
更に、第3の形態によれば、前記微小レンズアレイの集光断面方向を互いに略一致させて配設した場合、入射面で集光・散乱(均一化)された光を出射面で再度集光するから、透過光の集光度を格段に向上させることができる。従って、所定方向の光の拡散を抑制・集束させることができる。
According to the third aspect of the present invention, when the condensing cross-sectional directions of the microlens arrays provided on the entrance surface and the exit surface are arranged so as to be substantially orthogonal to each other, planar transmitted light is transmitted as a single piece. It is possible to collect light in the emission direction and to emit high-luminance transmitted light with high efficiency. For example, a display device used for a mobile phone, an automatic teller machine (ATM), etc. displays important personal information in a public place, and provides information to only one user with a narrow viewing angle. It is required to do. Accordingly, when displaying information only to a specific user, by providing the light guide plate according to the present invention, planar light is focused only in a specific direction, and information visible only to the user is output. A display device can be provided. In addition, for example, in a lighting device installed in an airplane or an automobile, it is required to irradiate only a specific target with light. By using the light guide plate according to the present invention, uniform planar light can be converged and irradiated onto a predetermined region.
Further, according to the third aspect, when the micro lens arrays are arranged so that the light collecting cross-sectional directions thereof are substantially coincident with each other, the light condensed and scattered (homogenized) on the incident surface is collected again on the output surface. Since it emits light, the degree of concentration of transmitted light can be significantly improved. Therefore, diffusion of light in a predetermined direction can be suppressed and focused.
本発明の第4の形態によれば、前記微小レンズアレイが大きさ及び/又は形状の異なる2種以上の微小アナモルフィックレンズから構成されるから、微小レンズアレイの不規則性が増強され、入射面及び/又は出射面において光源からの光を均一に散乱させて、強度ムラの無い面状光に変換することができる。また、レンズアレイによる干渉縞の発生を確実に防止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the microlens array is composed of two or more types of microanamorphic lenses having different sizes and / or shapes, the irregularity of the microlens array is enhanced, Light from the light source can be uniformly scattered on the entrance surface and / or the exit surface, and converted into planar light having no intensity unevenness. In addition, the generation of interference fringes by the lens array can be reliably prevented.
本発明の第5の形態によれば、前記微小アナモルフィックレンズの前記集光断面方向の曲率半径が0.01mm〜1mm、前記集光断面に直交する非集光断面方向の曲率半径が10mm〜100mmであるから、後で詳述するように、高さ方向と幅方向の集光度を好適な比率に設定することができる。即ち、好適な輝度と所定方向への拡がりを有する透過光を射出することができる。例えば、第5の形態の導光板を液晶表示装置に用いれば、幅方向の視野角が好適に保持されると共に、高さ方向に集光して好ましい輝度を有する画像を表示することができる。また、照明装置等に用いた場合には、所望の方向にのみ好適な明るさで光を照射し、不必要な方向には光を拡散させず、高効率に光を照射することができる。例えば、通路等の細長い空間では、往来方向にのみ光を拡散して照射することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the curvature radius of the micro anamorphic lens in the condensing cross-sectional direction is 0.01 mm to 1 mm, and the radius of curvature in the non-condensing cross-sectional direction orthogonal to the condensing cross-section is 10 mm. Since it is ˜100 mm, as will be described in detail later, the light collection degree in the height direction and the width direction can be set to a suitable ratio. That is, it is possible to emit transmitted light having a suitable luminance and spreading in a predetermined direction. For example, if the light guide plate of the fifth embodiment is used in a liquid crystal display device, the viewing angle in the width direction can be suitably maintained, and an image having a preferable luminance can be displayed by focusing in the height direction. In addition, when used in a lighting device or the like, light can be irradiated with high brightness only in a desired direction, and light can be irradiated with high efficiency without diffusing light in unnecessary directions. For example, in an elongated space such as a passage, light can be diffused and irradiated only in the direction of traffic.
本発明の第6の形態によれば、前記微小アナモルフィックレンズの前記集光断面方向の長さが0.1〜1mm、前記非集光断面方向の長さが1〜10mmであるから、好適なレンズ面積と曲率半径を有する微小レンズアレイを有する導光板を提供することができる。従って、微小レンズアレイを透過する光を高効率に集光・拡散することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the length of the microscopic anamorphic lens in the condensing cross-sectional direction is 0.1 to 1 mm, and the length of the non-condensing cross-sectional direction is 1 to 10 mm. A light guide plate having a micro lens array having a suitable lens area and radius of curvature can be provided. Therefore, the light transmitted through the micro lens array can be condensed and diffused with high efficiency.
本発明の第7の形態によれば、前記微小アナモルフィックレンズが前記集光断面方向と前記非集光断面方向の曲率が異なる円形状レンズであるから、前記微小アナモルフィックレンズを自在に不規則配列することができる。前述のように、本願明細書では、少なくとも直交する集光/非集光断面(主メリジオナル平面)方向の曲率が異なるレンズをアナモルフィックレンズと呼んでいる。半円筒状のアナモルフィックレンズに比べ、円形状のアナモルフィックレンズは、配列の自由度が高く、不規則かつ密集状態で配列することができる。従って、光を効率的に集束させると共に、射出される面状光の強度の均一性を格段に向上させることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the micro anamorphic lens is a circular lens having different curvatures in the condensing cross-sectional direction and the non-condensing cross-sectional direction, the micro anamorphic lens can be freely used. Can be irregularly arranged. As described above, in the present specification, lenses having different curvatures in at least the orthogonal condensing / non-condensing cross-section (main meridional plane) directions are called anamorphic lenses. Compared to a semi-cylindrical anamorphic lens, a circular anamorphic lens has a high degree of freedom in arrangement and can be arranged in an irregular and dense state. Therefore, the light can be efficiently focused and the uniformity of the intensity of the emitted planar light can be remarkably improved.
本発明の第8の形態によれば、前記微小レンズアレイの所定方向へのレンズ間隔が等間隔位置から不規則にずれて配列された不規則パターンであり、前記等間隔位置からのずれ幅を平均間隔の1/1000〜1/10に設定するから、簡易に好適な不規則パターンを設計することができる。例えば、微小アナモルフィックレンズの平均間隔を10mmに設定した場合、0.01mm〜1mm程度上下又は左右に等間隔位置からずらして微小アナモルフィックレンズを配置することにより、簡易に不規則パターンを設計することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, the lens interval in the predetermined direction of the micro lens array is an irregular pattern arranged irregularly from an equidistant position, and a deviation width from the equidistant position is set. Since the average interval is set to 1/1000 to 1/10, a suitable irregular pattern can be designed easily. For example, when the average interval of the minute anamorphic lens is set to 10 mm, the irregular pattern can be easily formed by arranging the minute anamorphic lens by shifting from the equal interval position vertically or horizontally about 0.01 mm to 1 mm. Can be designed.
本発明の第9の形態によれば、光照射装置が第1〜第8のいずれかの形態の微小レンズアレイを具備する導光板と、この導光板の入射面側に配設された少なくとも1つ以上の光源から構成されるから、均一性の高い面状光を照射する光照射装置を提供することができる。本発明に係る導光板を用いれば、前記集光断面方向を所定の方向に設定することができるから、光を照射する対象物や空間に応じて均一な面状光を射出する光照射装置を簡易に設計することができ、種々の光照射装置を提供することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, the light irradiation device includes a light guide plate including the microlens array of any one of the first to eighth aspects, and at least one disposed on the incident surface side of the light guide plate. Since it is comprised from two or more light sources, the light irradiation apparatus which irradiates planar light with high uniformity can be provided. If the light guide plate according to the present invention is used, the light condensing cross-sectional direction can be set to a predetermined direction. Therefore, a light irradiation device that emits uniform planar light according to an object to be irradiated with light or a space is provided. It can be designed easily, and various light irradiation devices can be provided.
本発明の第10の形態によれば、前記光源が冷陰極管とこの冷陰極管からの光を前記入射面の方向に反射させる反射板から構成され、前記冷陰極管からの直接光と反射板で反射された反射光を均一な面状光として照射する光照射装置を提供することができる。本発明に係る導光板に設けられた微小アナモルフィックレンズの不規則パターンにより光を乱反射させるから、光量の損失が小さく、エネルギー効率の高い光照射装置を提供することができる。 According to a tenth aspect of the present invention, the light source is composed of a cold cathode tube and a reflector that reflects light from the cold cathode tube in the direction of the incident surface, and direct light and reflection from the cold cathode tube. The light irradiation apparatus which irradiates the reflected light reflected by the board as uniform planar light can be provided. Since the light is irregularly reflected by the irregular pattern of the minute anamorphic lens provided on the light guide plate according to the present invention, it is possible to provide a light irradiation device with a small loss of light amount and high energy efficiency.
本発明の第11の形態によれば、前記光源が消費電力が少なく、エネルギー効率の高い白色発光ダイオードから構成されるから、より一層の省エネルギー化を図ることができる。更に、この光源には白色発光ダイオードの光を入射面の方向に反射させる反射板を配設し、前記白色発光ダイオードからの直接光と反射板で反射された反射光を均一な面状光として照射する光照射装置を提供することができる。本発明に係る導光板に設けられた微小アナモルフィックレンズの不規則パターンにより光を乱反射させるから、光量の損失が小さく、格段にエネルギー効率の高い光照射装置を提供することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, since the light source is composed of a white light emitting diode with low power consumption and high energy efficiency, further energy saving can be achieved. Further, the light source is provided with a reflection plate that reflects the light of the white light emitting diode in the direction of the incident surface, and the direct light from the white light emitting diode and the reflected light reflected by the reflection plate are made into uniform planar light. A light irradiation device for irradiation can be provided. Since the light is irregularly reflected by the irregular pattern of the minute anamorphic lens provided on the light guide plate according to the present invention, it is possible to provide a light irradiating apparatus with extremely low energy loss and extremely high energy efficiency.
本発明の第12の形態によれば、前記光源がRGB(赤、緑、青)三色の発光ダイオードから構成され、この発光ダイオードからのRGB光を前記微小レンズアレイにより乱反射させて前記RGB光を混合して均一な白色光に変換し、白色光源を提供することができる。前記光源が発光ダイオードから構成されるから、消費電力が小さく、極めてエネルギー効率の高い白色光の光照射装置を提供することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, the light source is composed of RGB (red, green, blue) light emitting diodes, and the RGB light from the light emitting diodes is diffusely reflected by the micro lens array. Can be converted to uniform white light to provide a white light source. Since the light source is composed of a light emitting diode, it is possible to provide a white light irradiation apparatus with low power consumption and extremely high energy efficiency.
本発明の第13の形態によれば、第10又は第11の形態の光照射装置からなるバックライトと、このバックライトから照射される面状の光を透過して画像を表示する液晶パネルから構成されるから、高輝度な液晶表示装置を提供することができる。本発明に係る導光板は、不規則パターンを有する微小レンズアレイを有し、光拡散板等を必要としないから、光量の損失が低減することができ、高輝度の画像表示を実現することができる。更に、本発明に係る導光板は、集光軸方向を所定の方向に設定できるから、液晶表示装置の利用方法に応じて、視野角を自在に設定することができる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, from the backlight comprising the light irradiating device of the tenth or eleventh aspect, and the liquid crystal panel that transmits the planar light emitted from the backlight and displays an image. As a result, a high-brightness liquid crystal display device can be provided. The light guide plate according to the present invention has a microlens array having an irregular pattern and does not require a light diffusing plate or the like, so that loss of light quantity can be reduced and high brightness image display can be realized. it can. Furthermore, since the light guide plate according to the present invention can set the light collecting axis direction to a predetermined direction, the viewing angle can be freely set according to the method of using the liquid crystal display device.
以下、本発明に係る装置の実施の形態を、図1〜図11に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る液晶表示装置1の構成概略図である。この液晶表示装置1は、微小レンズアレイ2を具備する導光板4、光源6、液晶パネル8及び拡散板10から構成され、前記導光板4の入射面4aには、微小アナモルフィックレンズ2aを不規則に配列した微小レンズアレイ2が一体形成されている。尚、図1では、微小レンズアレイ2の一部分のみを図示しているが、この微小レンズアレイ2は入射面4aの略全面に形成されている(図省略)。後述するように、アナモルフィックレンズは、高さ方向と幅方向の曲率が異なり、レンズの曲率半径が小さく設定された集光断面方向と曲率が大きく設定された非集光断面方向を有し、所定の方向に異なる集光機能が付与されている。前記光源6は、冷陰極管6aと反射板6bから構成され、前記冷陰極管6aからの直接光と共に反射板6bによる反射光が導光板方向に照射される。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid
また、この実施例では、微小アナモルフィックレンズの長手方向がX軸方向に一致するように配列され、Y軸方向を集光断面方向としている。従って、前記光源6から入射する光は微小レンズアレイ2と導光板本体4cとの境界部2bにより乱反射されると共に、微小アナモルフィックレンズにより入射光が前記集光断面方向に集束され、出射面4bから射出される面状光の光強度の均一化と共に高輝度化が図られる。換言すれば、光源6からの光が光拡散板などを介さず、前記導光板4により均一化と高輝度化が施された面状光に変換されるから、光量の損失を抑制することができる。前記面状光は、一対の偏光板8a、8bを具備する液晶パネルに導かれる。更に、大きな視野角が要求される場合、図1に示すように、拡散板10を配設することにより、液晶パネル8を透過して画像化された面状光を光拡散板10に入射させることにより、左右、上下方向の視野角を拡大する事が可能であり、視野角を170°以上まで拡大させることができる。
In this embodiment, the minute anamorphic lenses are arranged so that the longitudinal direction thereof coincides with the X-axis direction, and the Y-axis direction is set as the condensing cross-sectional direction. Accordingly, the light incident from the
図2は、本発明に係る微小レンズアレイ3が出射面4bに一体形成された導光板4が配設された液晶表示装置1の構成概略図である。以下、図1に示される同一の部材については、付加的な説明が無い場合、符号及び説明を一部省略している。この実施例では、入射面4a側と共に出射面4b側にも前記微小アナモルフィックレンズ2a、3aからなる微小レンズアレイ2、3が一体形成されている。これらの微小レンズアレイ2、3は、共にY軸方向に集光断面方向となるように配列されている。従って、光源6からの光は、微小レンズアレイ2、3により入射面4a及び出射面4bにおいてY軸方向に集光されると共に、微小レンズアレイ2、3と導光板本体4cとの境界部2c、3cにより光が乱反射され、光量のより一層の均一化が図られる。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the liquid
図3は、本発明に係る微小レンズアレイ2、3の集光断面方向が互いに直交する導光板2が配設された液晶表示装置1の構成概略図である。この実施例おいて、前記導光板4の入射面4aと出射面4bに一体形成された微小レンズアレイ2、3は、集光断面方向が互いに直交するように構成されている。従って、前記導光板4を透過する光は、入射面4aにおいて微小レンズアレイ2によりY軸方向に集光され、更に出射面4bにおいて微小レンズアレイ3によりX軸方向に集光される。従って、ムラの無い極めて高輝度な液晶画像が提供される。また、入射面側の微小レンズアレイ2と出射面側の微小レンズアレイ3の集光度は、適宜に設計することにより、高さ方向と幅方向の所望の視野角を実現することができる。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the liquid
図4は、本発明に係る導光板4の端面に光源が配設された液晶表示装置1の構成概略図である。バックライトユニットは、導光板4と導光板の端面に配設された光源6、6から構成され、前記光源光は入射面4aから導光板4に入射し、全反射を繰り返して導光板4内を導波する。更に、導光板4の裏面4dには、印刷又は加工により回折格子やドットパターン等(図示せず)が設けられ、これらの部材に散乱された光の一部が出射面4bから射出される。図4では、この出射面4bに微小アナモルフィックレンズ2aからなる微小レンズアレイが一体形成されており、導光板4を導波して前記出射面4bから射出される光は、前記微小レンズアレイにより集光断面方向に集束されると共に、前記境界部2cにより乱反射されて面状光の光量が均一化される。なお、図示していないが光源6、6の各々の背面には反射板を配設することができる。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the liquid
図5は、本発明に係る微小アナモルフィックレンズ2aの配列図である。(5A)に示す微小レンズアレイ2は、Y軸方向が集束方向となるように微小アナモルフィックレンズ2aが不規則に配列されており、図1の入射面4aに一体形成された微小レンズアレイ2の一部を示している。この微小アナモルフィックレンズ2aは、楕円形状を有し、短手方向の曲率が大きく、長手方向の曲率が小さくなるように設計されており、前記短手方向が集光断面方向となっている。(5B)では、集光断面方向2cがX軸方向に配向するように、不規則に微小アナモルフィックレンズ2aが配列されている。(5A)と同様に、(5B)の微小アナモルフィックレンズ2aは、短手方向の曲率が大きく、集光断面方向2cに設定されている。また、前記光源光は、前述のように、導光板4とこの導光板4に一体形成された微小アナモルフィックレンズ2aの境界部2b、2bにより前記光源光が乱反射される。
FIG. 5 is an array diagram of the micro
図6は、本発明に係る導光板4の断面概略図である。(6A)は、図5(5A)のX軸断面であり、図に示すように、前記微小アナモルフィックレンズ2aは、導光板本体4cに一体形成されている。微小レンズアレイ2を具備する導光板は、好ましくは樹脂又はガラス材料の射出成形により一体形成される。(6B)は、図5(5A)におけるY軸方向の断面図に相当する。図より明らかなように、前記微小アナモルフィックレンズ2aの短手方向は、長手方向に比べ非常に大きな曲率を有している。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the
図7は、本発明に係る微小アナモルフィックレンズ2aの不規則パターンの設計方法を示す説明図である。図5では、微小アナモルフィックレンズ2aを不規則に密集させて配列していたが、不規則パターンの簡易な設計方法として、図7(7A)に示すように、各微小アナモルフィックレンズ2aを夫々の等間隔位置Pから不規則にずらすことによって不規則パターンを設計することができる。(7B)に示すように、X軸方向にk番目、Y軸方向にn番目の微小アナモルフィックレンズを等間隔位置Pから、X軸方向にΔXkn、Y軸方向にΔYknずらし、所定の範囲内でΔXkn、ΔYknをランダムに設定することにより、不規則パターンが設計される。また、ΔXknとΔYknのいずれか一方を設定し、X軸方向又はY軸方向のどちらかに不規則に配置をずらすことにより、不規則パターンを設計しても良い。ΔXknのみを設定する場合、(7A)に示す平均間隔dに対し、|ΔXkn|の値をd/10〜d/1000の範囲でランダムに設定することができる。例えば、平均間隔dが10mm程度の場合、|ΔXkn|の値を0.01mm〜1mmの範囲で設定すれば良い。また、ΔXknの値を固定して、ずらす方向と順番を不規則に決定して不規則パターンを設計しても良い。この方法によれば、簡易に不規則パターンを設計することができる。上述のような設計方法に基づいて微小レンズアレイの不規則パターンを設計し、この微小レンズアレイを具備する導光板の射出成形用金型を作製して、本発明に係る導光板を射出成形により高効率に生産することができる。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a method for designing an irregular pattern of the minute
図8は、大きさの異なる2種の微小アナモルフィックレンズ5a、5bが配列された微小レンズアレイ5の構成概略図である。2種の微小アナモルフィックレンズ5a、5bを配列することにより、微小レンズアレイ3の極めて複雑な不規則パターンを設計することができる。また、図示しないが、更に複数種の大きさの異なる微小アナモルフィックレンズを用いて微小レンズアレイを構成しても良く、大きさの異なる微小アナモルフィックレンズ5a、5bの曲率は、集光断面方向が一致するように配列されていれば、同一若しくは異なっていても良い。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the
図9は、本発明に係る微小アナモルフィックレンズの集光断面方向と非集光断面方向の焦点距離fに関する説明図である。(9A)は、微小アナモルフィックレンズ2aの斜視図である。前記微小アナモルフィックレンズ2aにおいて、レンズ断面2dでは凸面の曲率が最大となっており、前述したように主メリジオナル平面とも呼ばれている。集光断面方向2gは、前記微小アナモルフィックレンズ2aの集光度が最も大きな断面方向を示している。また、集光断面方向2gとこれに平行な面方向を集光断面方向2gと呼んでも良い。光軸に対して集光断面方向2aに垂直でレンズ断面2eを含む面方向を非集光断面方向2gと呼んでいる。(9A)の微小アナモルフィックレンズ2aでは、短手方向の断面が集光断面方向2fに相当し、長手方向の断面が非集光断面方向2gに相当し、断面は光軸(又は中心軸)を軸とする回転に対して集光断面方向2fから非集光断面方向2gへ集光度が減少するように設計されている。
FIG. 9 is an explanatory diagram relating to the focal length f in the condensing section direction and the non-condensing section direction of the micro anamorphic lens according to the present invention. (9A) is a perspective view of the minute
レンズの公式は、下記の(1)式のように表される。
1/f=(n−1)[(1/R1)−(1/R2)
+t(n−1)/(R1・R2・n)] (1)
ここで、fは焦点距離、nは屈折率、R1は出射側(図では凸面側)の曲率半径、R2は入射側(図では平面側)の曲率半径、tはレンズの厚さを示している。尚、本発明では導光板と微小アナモルフィックレンズが一体形成されているが、入射側に境界があると仮定する。(9B)には、非集光断面方向2gの断面、すなわち、(9A)に示した微小アナモルフィックレンズのX−X断面(レンズ断面2d)が示されている。(9B)において、入射側では、R2〜∞であるので(1)式は、屈折率nをn=1.5とおくと
1/fX=(1.5−1)(1/R1) (2)
となる。従って、曲率半径R1の範囲を1mm≦R1≦10mmに設定した場合、(2)式より非集光断面方向2gの焦点距離fXはfX=R1/0.5=1〜10/0.5=2〜20mmとなる。同様に、(9C)に示す(9A)に示した微小アナモルフィックレンズのY−Y断面(レンズ断面2e)では、曲率半径R1の範囲を0.04mm≦R1≦0.4mmに設定した場合、集光断面方向2fの焦点距離fYはfY=R1/0.5=0.04〜0.4/0.5=0.08〜0.8mmとなる。即ち、この実施例では、非集光断面方向2gに比べ、集光断面方向2fの焦点距離fYが1/25に設定されており、高い集光度を有している。更に、ここで、長手方向の直径Dxは1〜10mmに、短手方向の直径Dyが0.1〜1mmに設定されることが好ましく、さらに直径Dxは1〜5mmに、短手方向の直径Dyが0.1〜0.5mmに設定されることがより好ましい。
The lens formula is expressed as the following equation (1).
1 / f = (n−1) [(1 / R 1 ) − (1 / R 2 )
+ T (n-1) / (R 1 · R 2 · n)] (1)
Here, f is the focal length, n is the refractive index, R 1 is the radius of curvature on the exit side (convex surface side in the figure), R 2 is the radius of curvature on the incident side (plane side in the figure), and t is the thickness of the lens. Show. In the present invention, the light guide plate and the minute anamorphic lens are integrally formed, but it is assumed that there is a boundary on the incident side. (9B) shows a cross section in the non-condensing cross section direction 2g, that is, the XX cross section (
It becomes. Therefore, when the range of the radius of curvature R 1 is set to 1 mm ≦ R 1 ≦ 10 mm, the focal length f X in the non-condensing cross-sectional direction 2 g is expressed as f X = R 1 /0.5=1 to 10 from the equation (2). /0.5=2 to 20 mm. Similarly, set in the Y-Y cross section of the micro anamorphic lens shown in shown in (9C) (9A) (lens sectional 2e), the range of the radius of curvature R 1 to 0.04 mm ≦ R 1 ≦ 0.4 mm If you, the focal length f Y of the
図10は、本発明に係る微小アナモルフィックレンズの他の形態を示す構成概略図である。この微小アナモルフィックレンズ2aでは、短手方向のレンズ断面2dの曲率が略同一となるように設計されており、集光断面方向2fの集光度が各断面で同一となるように形成されている。また、同様に、長手方向のレンズ断面2eの曲率が略同一となるように設計されており、非集光断面方向2gの集光度が各断面で同一となるように設計されている。このような微小アナモルフィックレンズ2aを配列することにより、前記微小レンズアレイによる集光度の設定を比較的容易に行うことができる。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of a micro anamorphic lens according to the present invention. The micro
図11は、本発明に係る微小アナモルフィックレンズの他の形態を示す構成概略図である。本発明に係る微小アナモルフィックレンズは、集光断面方向が設定可能であり、所定の方向に集光機能を有していれば良く、(11A)〜(11B)に示すような円形状の微小アナモルフィックレンズ5を用いても良い。即ち、本願明細書において、微小アナモルフィックレンズは、光軸に直交する面内の形状が異なる曲率を有し、これら2断面の一方が高い集光機能を有するものと定義している。この円形状微小アナモルフィックレンズ5は、(11A)に示すように、上面からは直径Dの略円形の形状を有し、側面図(11B)及び(11C)に示すように、焦点距離fXの長い非集光断面方向に比べ、焦点距離fYの短い集光断面方向では、曲率が大きくなるように設計されている。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating another embodiment of the micro anamorphic lens according to the present invention. The micro anamorphic lens according to the present invention can be set in a condensing cross-sectional direction and has a condensing function in a predetermined direction, and has a circular shape as shown in (11A) to (11B). A minute
図12は、本発明に係る液晶表示装置1の光源12がRGB(赤、緑、青)発光ダイオードである場合の構成概略図である。この液晶表示装置1では、光源12がRGB発光ダイオードから構成され、赤色(R)発光ダイオード12a、緑色(G)発光ダイオード12b及び青色(B)発光ダイオード12cが配列されている。本発明に係る導光板4を配設することにより、RGB発光ダイオード12a、12b、12cからの光は、前記導光板4に一体形成された不規則パターンを有する微小レンズアレイ2、2により乱反射され、RGB発光ダイオード光が混じり合って白色化されると共に、射出される面条光光量の均一化が図られる。更に、この実施例では、入射面4aと出射面4bに集光断面方向が互いに直交するように微小レンズアレイが一体形成されており、格段の高輝度化が可能である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram when the
図13は、本発明に係る液晶表示装置1の白色光源14が白色発光ダイオード14a、14bから構成される場合の構成概略図である。図12の光源12を構成するRGB発光ダイオード12a、12b、12cは、全てを白色(W)発光ダイオード14a、14b、・・に置き換えることができ、図13では、白色(W)発光ダイオード14aから白色光源14が構成されている。本発明に係る導光板4により白色光源14の光は、均一な面状光に変換される。前記導光板4に不規則パターンを有する微小レンズアレイ2、3が一体形成されるから、付加的な光学素子の個数を減じることができ、光量の損失を低減できると共に、消費電力が低く、エネルギー効率の高い白色発光ダイオード14aを白色光源14として用いるから、より一層の省エネルギー化が実現される。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram when the
本発明は、上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲における種々変形例、設計変更などをその技術的範囲内に包含するものであることは云うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and includes various modifications and design changes within the technical scope without departing from the technical idea of the present invention. Needless to say.
本発明に係る導光板は、入射面上及び/又は出射面上に複数の微小アナモルフィックレンズが不規則に配設された微小レンズアレイが一体形成され、光拡散シート、集光レンズシートを配設する必要がなく、これらの光学部材における光量の損失が無いから、光源からの光を高効率に面状光に変換することができる。本発明に係る導光板は、1つ又は複数の点光源や線光源からの光を金いるな面状光に変換することができ、種々の光照射装置に利用するができる。例えば、自動車のヘッドライト、室内灯、スポットライト、液晶表示用のバックライト、発光表示板等に用いて均一な面状光を照射することができる。更に、パーソナルコンピュータ(PC)用のディスプレイやテレビジョン等に用いられる液晶表示装置では、幅方向の視野角を確保する必要があるが、本発明に係る導光板によれば、前記集光軸を高さ方向に一致させて表示画面からの拡散を抑制し、集光することにより、高い輝度を確保することができる。 In the light guide plate according to the present invention, a micro lens array in which a plurality of micro anamorphic lenses are irregularly arranged on an incident surface and / or an output surface is integrally formed, and a light diffusion sheet and a condensing lens sheet are provided. Since there is no need to dispose and there is no loss of light quantity in these optical members, light from the light source can be converted into planar light with high efficiency. The light guide plate according to the present invention can convert light from one or a plurality of point light sources or line light sources into gold planar light, and can be used for various light irradiation devices. For example, uniform planar light can be applied to automobile headlights, room lights, spotlights, liquid crystal display backlights, light-emitting display boards, and the like. Furthermore, in a liquid crystal display device used for a display for personal computers (PCs), a television, or the like, it is necessary to secure a viewing angle in the width direction. High luminance can be ensured by matching the light in the height direction to suppress diffusion from the display screen and collecting light.
また、本発明に係る導光板を看板や非常灯などの発光表示装置、若しくは照明器具等に用いた場合においても、所定の方向に集光断面方向を設定することにより、導光板を介して光源からの光を高効率に照射することができる。更に、平面状の透過光を一つの射出方向に集光し、高輝度の透過光を高効率に射出させることができ、携帯電話や現金自動預払機(ATM)等に用いられる表示装置において、利用者のみに視認可能な情報を出力する表示装置を提供することができる。また、飛行機や自動車内に設置される照明器具では、均一な平面状の光を集束させ所定の領域に照射することができる。 In addition, even when the light guide plate according to the present invention is used in a light emitting display device such as a signboard or an emergency light, or a lighting fixture, the light source via the light guide plate is set by setting the light collecting cross-sectional direction in a predetermined direction. Can be irradiated with high efficiency. Furthermore, in a display device used for a mobile phone, an automatic teller machine (ATM), etc., it is possible to condense flat transmitted light in one emission direction and to emit high-luminance transmitted light with high efficiency. It is possible to provide a display device that outputs information that is visible only to the user. In addition, in a lighting fixture installed in an airplane or an automobile, uniform planar light can be focused and irradiated onto a predetermined area.
1 液晶表示装置
2 微小レンズアレイ
2a 微小アナモルフィックレンズ
2b 境界部
2c 集光断面方向
2e レンズ断面
2d レンズ断面
2f 集光断面方向
2g 非集光断面方向
3 微小レンズアレイ
3a 微小アナモルフィックレンズ
3b 境界部
4 導光板
4a 入射面
4b 出射面
4c 導光板本体
4d 裏面
6 光源
6 反射板
8 液晶パネル
8a 偏光板
8b 偏光板
10 光拡散板
12 光源
12a 赤色(R)発光ダイオード
12b 緑色(G)発光ダイオード
12c 青色(B)発光ダイオード
14 白色光源
14a 白色発光ダイオード
101 液晶表示装置
104 導光板
106 光源
106a 熱陰極U字管
106b 反射板
107 拡散板
108 液晶パネル
108a 入射偏光板
108b 出射偏光板
109 プリズムシート
111 透光散乱膜
110 光拡散シート
d 平均距離
D 直径
fX 焦点距離
fY 焦点距離
P 等間隔位置
t 厚さ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005369120A JP4638815B2 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Light guide plate having light lens array, light irradiation device, and liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005369120A JP4638815B2 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Light guide plate having light lens array, light irradiation device, and liquid crystal display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007173035A JP2007173035A (en) | 2007-07-05 |
JP4638815B2 true JP4638815B2 (en) | 2011-02-23 |
Family
ID=38299312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005369120A Expired - Fee Related JP4638815B2 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Light guide plate having light lens array, light irradiation device, and liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4638815B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3839584A4 (en) * | 2018-09-21 | 2022-05-18 | Dexerials Corporation | Light-diffusing plate, image display device, and lighting device |
US11726237B2 (en) | 2018-09-21 | 2023-08-15 | Dexerials Corporation | Light diffuser plate, image display device, and lighting device |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5279015B2 (en) * | 2008-11-20 | 2013-09-04 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | Light guide plate |
JP5644413B2 (en) * | 2010-11-22 | 2014-12-24 | 三菱レイヨン株式会社 | Light guide, surface light source device, and image display device |
JP2012113890A (en) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Light guide body, surface light source device, and image display device |
GB2501936B (en) * | 2012-05-11 | 2016-11-30 | Canon Kk | Micro lens array and imaging apparatus |
GB2505955B (en) * | 2012-09-18 | 2017-05-10 | Canon Kk | Light field imaging device with micro lens array with a colour filter set |
GB2505954B (en) * | 2012-09-18 | 2017-05-24 | Canon Kk | Light field imaging device with a micro lens array integrating a sensor mounted with a colour-filter-array |
US20150301267A1 (en) * | 2012-12-05 | 2015-10-22 | 3M Innovative Properties Company | Anamorphic optical package |
JP2015169804A (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | 株式会社リコー | Lens array, image display device, and moving body |
JP2018200489A (en) * | 2018-08-31 | 2018-12-20 | 株式会社リコー | Lens array, image display device, and movable body |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6368814A (en) * | 1986-09-10 | 1988-03-28 | Matsushita Electric Works Ltd | Lighting equipment for liquid crystal display |
JP2004309801A (en) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Keiwa Inc | Optical sheet and back light unit using the same |
-
2005
- 2005-12-22 JP JP2005369120A patent/JP4638815B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6368814A (en) * | 1986-09-10 | 1988-03-28 | Matsushita Electric Works Ltd | Lighting equipment for liquid crystal display |
JP2004309801A (en) * | 2003-04-07 | 2004-11-04 | Keiwa Inc | Optical sheet and back light unit using the same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3839584A4 (en) * | 2018-09-21 | 2022-05-18 | Dexerials Corporation | Light-diffusing plate, image display device, and lighting device |
US11726237B2 (en) | 2018-09-21 | 2023-08-15 | Dexerials Corporation | Light diffuser plate, image display device, and lighting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007173035A (en) | 2007-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4638815B2 (en) | Light guide plate having light lens array, light irradiation device, and liquid crystal display device | |
JP4087864B2 (en) | Flat light emitting device | |
CN107003557B (en) | Direct-view display device and light unit for direct-view display device | |
TWI283781B (en) | Lighting system provided with a light-emitting panel and display device having the same | |
JP5134202B2 (en) | LED light source | |
KR100702664B1 (en) | Surface light illumination apparatus | |
JP5380182B2 (en) | Light emitting device, surface light source, and liquid crystal display device | |
WO2013035788A1 (en) | Illumination device and illumination stand | |
JP2011014434A5 (en) | ||
KR20080056784A (en) | Optical lens, optical module having the optical lens and backlight unit having the optical module | |
US8277103B2 (en) | Substantially transparent linear light source | |
CN100378543C (en) | LCD back light source producing method | |
CN104132304A (en) | Optical lens | |
WO2012164791A1 (en) | Surface light source and liquid crystal display device | |
CN102182968A (en) | Novel LED (light-emitted diode) backlight module | |
KR100664373B1 (en) | Backlight panel employing white light emitting diode | |
JP5434403B2 (en) | Illumination unit and display device | |
JP2011198479A (en) | Surface light source and liquid crystal display device | |
JP2009140867A (en) | Illuminating device and display device | |
TW201020638A (en) | Display apparatus and light emitting module thereof | |
KR20010067948A (en) | A back light apparatus for liquid crystal display of mobile communication terminal | |
KR100869335B1 (en) | Edge type backlight unit | |
CN100587566C (en) | Plane light source device with secondary light conduction | |
TWI247175B (en) | Liquid crystal display, backlight module and its light guide plate | |
JP2005227662A (en) | Illumination device of liquid crystal display panel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081120 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100511 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100712 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101116 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101126 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131203 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4638815 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |