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JPH11345513A - Backlight device - Google Patents

Backlight device

Info

Publication number
JPH11345513A
JPH11345513A JP10154569A JP15456998A JPH11345513A JP H11345513 A JPH11345513 A JP H11345513A JP 10154569 A JP10154569 A JP 10154569A JP 15456998 A JP15456998 A JP 15456998A JP H11345513 A JPH11345513 A JP H11345513A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
guide plate
light guide
light source
angle
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
JP10154569A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Iwata
隆夫 岩田
Ichiro Sano
一朗 佐野
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.)
Shimada and Co Ltd
Original Assignee
Shimada and Co Ltd
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 Shimada and Co Ltd filed Critical Shimada and Co Ltd
Priority to JP10154569A priority Critical patent/JPH11345513A/en
Publication of JPH11345513A publication Critical patent/JPH11345513A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a backlihgt device which concentrates light in the front direction. SOLUTION: A backlight device installed on the back of a liquid crystal plate to illuminate the liquid crystal plate includes a transparent light guide plate 20, a light source 2 placed near the side face of the light guide plate, a planar light reflector 3 provide along the lower surface of the light guide plate, and a transparent direction changing filter 10 provided along the upper surface of the light guide plate and located on the back of the liquid crystal plate. The light guide plate 20 has a lower surface shaped like triangular-cross-section mountains arranged in parallel, the apex angle of each of the triangular-cross-section mountains ranging from 30 deg. to 87 deg. on the light source side γ with respect to the vertical of the upper surface of the light guide plate and ranging from 75 deg. to 87 deg. on the side δ far from the light source. The upper surface of each of the mountains is smooth. The direction changing filter 10 has a lower surface 12 on which light impinges and an upper surface 14 from which light is emitted, the lower surface being shaped like triangular-cross-section prisms arranged in parallel, with the light source side apex angle αof each prism ranging from 0 deg. to 20 deg.. The apex angle βof the side of each prism far from the light source ranges from 32 deg. to 38 deg. and the upper surface is formed of either a flat surface or lenticular lens.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶用のバックラ
イト装置、及びバックライト装置に用いる導光板と方向
転換フィルターに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight device for liquid crystal, a light guide plate and a direction change filter used in the backlight device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶用のバックライト装置は、液晶表示
面に対する光源の配置によって、エッジ式と直下式とに
大別される。エッジ式は表示面の側辺部に線光源で近似
されるランプを配置し、透明性のよい導光体を通して表
示面の裏側に光を導き、反射板と拡散板を組み合わせ
て、表示面の輝度の均一化を図る方式である。エッジ式
バックライト装置は、一般に薄型化が可能であり、ラン
プ発熱の影響を小さくできるメリットがあり、液晶用バ
ックライトとして広く使われているが、光の利用効率が
低いという問題がある。
2. Description of the Related Art A backlight device for a liquid crystal is roughly classified into an edge type and a direct type according to the arrangement of a light source on a liquid crystal display surface. In the edge type, a lamp approximated by a line light source is placed on the side of the display surface, light is guided to the back side of the display surface through a transparent light guide, and a reflector and a diffuser are combined, This is a method for making the luminance uniform. The edge type backlight device generally has a merit that it can be made thinner and can reduce the influence of heat generated by a lamp, and is widely used as a backlight for liquid crystal, but has a problem that light use efficiency is low.

【0003】従来のバックライト装置に用いられる導光
板は、フィラーを含有するインクをスクリーン印刷によ
り下面に点状に印刷し、光を散乱するようにしたもの、
反射板と組み合わせたもの等がある。そして、一般に導
光板の上に拡散板を配置し、その上に断面が3角形のプ
リズムを有するプリズムシートを配置して使用する。こ
のような構成においては、拡散板で拡散されて出た光は
プリズムシートで方向を変えられて放射される。
A light guide plate used in a conventional backlight device is formed by printing an ink containing a filler in a dot-like manner on a lower surface by screen printing so as to scatter light.
There is a combination with a reflection plate. In general, a diffusion plate is disposed on a light guide plate, and a prism sheet having a prism having a triangular cross section is disposed thereon for use. In such a configuration, the light diffused by the diffusion plate and emitted is changed in direction by the prism sheet and emitted.

【0004】このようなバックライト装置においては、
これまで光が十分制御されていなかった。即ち、バック
ライト装置の各構成部品中での光の進みかたについては
十分な検討がされてこなかった。特に、導光板とプリズ
ムシートを組み合わせて、光の出る方向を制御する検討
は不十分であった。また、このようなバックライト装置
は部品点数が多いという欠点があった。バックライト装
置の使用目的によってはある方向に光を集中したい場合
がある。例えば、液晶カラーテレビに使用するバックラ
イト装置では、ある方向に集中した光を放出することを
求められる。
[0004] In such a backlight device,
Until now, light was not well controlled. That is, the way light travels in each component of the backlight device has not been sufficiently studied. In particular, studies on controlling the direction of light emission by combining a light guide plate and a prism sheet have been insufficient. Further, such a backlight device has a disadvantage that the number of components is large. There is a case where it is desired to concentrate light in a certain direction depending on the use purpose of the backlight device. For example, a backlight device used for a liquid crystal color television is required to emit light concentrated in a certain direction.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、薄型のバッ
クライト装置で、光の利用効率を高め、光を正面方向に
集中させることを目的とする。また、本発明は、バック
ライト装置の部品数を減らすことを目的とする。また、
本発明は、このようなバックライト装置に用いる方向転
換フィルターと導光板を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thin backlight device which enhances light use efficiency and concentrates light in the front direction. Another object of the present invention is to reduce the number of components of the backlight device. Also,
An object of the present invention is to provide a direction change filter and a light guide plate used in such a backlight device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このようなバックライト
装置の構成部品中での光の進みかたは、導光板の断面形
状、プリズムシートのプリズムの頂角、屈折率、などに
依存すると考えられる。本発明者は、液晶板の背面に配
置され液晶を照光するバックライト装置において、導光
板の下面に断面が3角形の山を設け、導光板の上に配置
する方向転換フィルターに断面が3角形のプリズムを設
けることにより、バックライト装置の正面方向に光が集
中して放射されることを見いだした。本発明のバックラ
イト装置では、従来使用していた拡散板は不要である。
It is considered that how light travels in the components of such a backlight device depends on the cross-sectional shape of the light guide plate, the apex angle of the prism of the prism sheet, the refractive index, and the like. The present inventor has proposed a backlight device arranged on the back surface of a liquid crystal plate for illuminating a liquid crystal, wherein a cross section having a triangular cross section is provided on the lower surface of the light guide plate, and the turning filter disposed on the light guide plate has a triangular cross section. It has been found that by providing the prism, light is concentrated and emitted in the front direction of the backlight device. In the backlight device of the present invention, the diffusion plate used conventionally is unnecessary.

【0007】本発明は、液晶板の背面に配置され液晶板
を照光するバックライト装置において、透明な導光板
と、この導光板の側面の近傍に配置された光源と、上記
導光板の下面に沿って設けられた平面状の光反射板と、
上記導光板の上面に沿って設けられ且つ上記液晶の背面
に位置するように配置される透明な方向転換フィルター
とを有する。導光板は、下面に断面が3角形の山が設け
られ、山の頂角は導光板の上面の垂線に対して光源側γ
が40°から85°の範囲であり、光源から遠い側δが
75°から87°の範囲である。導光板の上面は平滑で
ある。また、方向転換フィルターの光が入射する下面
は、断面が3角形のプリズムを平行に並べた形状で、プ
リズムの頂角は方向転換フィルターの上面からの垂線に
対して光源側αが0°から20°の範囲であり、光源か
ら遠い側βが32°から38°の範囲である。
According to the present invention, there is provided a backlight device disposed on a back surface of a liquid crystal plate for illuminating the liquid crystal plate, a transparent light guide plate, a light source disposed near a side surface of the light guide plate, and a light source disposed on a lower surface of the light guide plate. A planar light reflector provided along the
A transparent direction change filter provided along an upper surface of the light guide plate and disposed on a back surface of the liquid crystal. The light guide plate is provided with a mountain having a triangular cross section on the lower surface, and the apex angle of the mountain is a light source side γ with respect to a perpendicular to the upper surface of the light guide plate.
Is in the range of 40 ° to 85 °, and the side δ far from the light source is in the range of 75 ° to 87 °. The upper surface of the light guide plate is smooth. The lower surface where the light of the direction change filter is incident is a shape in which prisms having a triangular cross section are arranged in parallel, and the apex angle of the prism is 0 ° with respect to the vertical line from the upper surface of the direction change filter. 20 °, and the side β far from the light source ranges from 32 ° to 38 °.

【0008】本発明において、導光板の下面に形成され
た3角山の間隔は、肉眼で見えない程度に小さい、即ち
0.02mmから0.5 mmの範囲であることが好ましい。0.02mm
より小さくなると、回折の影響が大きくなり、0.5 mmを
超えると肉眼で山が見えるようになるからである。また
本発明において、方向転換フィルターの厚さは、0.1mm
から0.5mm の範囲であることが好ましい。方向転換フィ
ルターの下面に形成された隣り合うプリズムの間隔は、
肉眼で見えない程度に小さい、即ち0.02mmから0.5 mmの
範囲であることが好ましい。
[0008] In the present invention, the interval between the triangular ridges formed on the lower surface of the light guide plate is so small as to be invisible to the naked eye.
Preferably it is in the range of 0.02 mm to 0.5 mm. 0.02mm
The smaller the size, the greater the effect of diffraction, and if it exceeds 0.5 mm, the mountain becomes visible to the naked eye. In the present invention, the thickness of the direction change filter is 0.1 mm.
To 0.5 mm. The distance between adjacent prisms formed on the lower surface of the direction change filter is
It is preferably small enough to be invisible to the naked eye, ie in the range of 0.02 mm to 0.5 mm.

【0009】本発明において、「透明」とは導光体とし
て使用できる程度に透明であることをいう。導光板及び
方向転換フィルターの材質は、アクリル系共重合体等の
透明性が高い材料であることが好ましい。
In the present invention, "transparent" means that it is transparent to the extent that it can be used as a light guide. The material of the light guide plate and the direction change filter is preferably a highly transparent material such as an acrylic copolymer.

【0010】本発明において、導光板の下面に形成した
断面3角形の山、及び方向転換フィルターの下面の左右
の頂角の異なるプリズムにより光がどのように進行する
か検討する。光源を出て導光板にその端面から入った光
は、導光板の上面と下面で全反射を繰り返して導光板中
を進行すると考えられるが、導光板の下面に断面が3角
形の山を設け、山の光源から遠い側の面を導光板の下面
に対して小さい角度とした場合、光が下面で全反射する
と、次に上面に入射する時の入射角が前回の入射角より
小さくなり、入射角が臨界角以下になったとき上面から
放射される。その結果、導光板の上面から導光板の上面
に対して比較的小さい角度で集中して放射されると考え
られる。これは、図5−7により後述する。
In the present invention, how the light travels by the triangular cross section formed on the lower surface of the light guide plate and the prisms having different apex angles on the left and right on the lower surface of the direction change filter will be examined. Light that exits the light source and enters the light guide plate from its end surface is considered to travel through the light guide plate by repeating total internal reflection on the upper and lower surfaces of the light guide plate. However, a triangular peak is provided on the lower surface of the light guide plate. In the case where the surface farther from the light source of the mountain is at a small angle with respect to the lower surface of the light guide plate, when the light is totally reflected by the lower surface, the incident angle when the light is next incident on the upper surface becomes smaller than the previous incident angle, It is emitted from the upper surface when the angle of incidence falls below the critical angle. As a result, it is considered that the light is radiated from the upper surface of the light guide plate at a relatively small angle with respect to the upper surface of the light guide plate. This will be described later with reference to FIGS.

【0011】導光板の上面から比較的小さい角度で放射
された光は、導光板の上に設けられた方向転換フィルタ
ーにその下面から入射する。ここに方向転換フィルター
の下面の断面3角形のプリズムの断面を2等辺三角形で
なく、光源側の頂角αを比較的小さい角度とし、光源か
ら遠い側の頂角βをαより大きい角度とすると、導光板
の上面から比較的小さい角度で放射された光は、方向転
換フィルターの下面にプリズムの光源に近い側の斜面か
ら入射する。ここで、プリズムの頂角とは、プリズムの
一つの斜面が方向転換フィルターの上面に対する垂線と
なす角度をいう。入射した光のうち、次に上面に臨界角
以上の角度で入射して全反射する光の割合は少なく、下
面のプリズムの光源から遠い側の面で全反射して上面に
臨界角以下の角度で入射し上面から放射される光の割合
が多い。方向転換フィルターは、斜め方向に入射した光
を正面方向に方向転換して放射させる作用をする。これ
は、図10により後述する。
Light emitted from the upper surface of the light guide plate at a relatively small angle enters a direction change filter provided on the light guide plate from the lower surface thereof. Here, if the cross section of the prism having a triangular cross section on the lower surface of the direction change filter is not an isosceles triangle, the vertex angle α on the light source side is a relatively small angle, and the vertex angle β on the far side from the light source is an angle larger than α. The light emitted from the upper surface of the light guide plate at a relatively small angle enters the lower surface of the direction change filter from the slope closer to the light source of the prism. Here, the vertex angle of the prism refers to the angle formed by one slope of the prism with respect to the upper surface of the direction change filter. Of the incident light, the percentage of light that enters the upper surface at an angle greater than the critical angle and is totally reflected is small, and the angle that is totally reflected on the surface farther from the light source of the lower prism and is smaller than the critical angle is formed on the upper surface. And the ratio of light incident from the upper surface and emitted from the upper surface is large. The direction change filter has a function of changing the direction of light incident obliquely to the front direction and emitting the light. This will be described later with reference to FIG.

【0012】方向転換フィルターの上面で全反射した光
は、下面のプリズム等で再度全反射され最終的には上面
から出てくるものもあるが、その間の光の損失が多くな
るので、光の利用効率を考えると、全反射せず上面から
出る方が好ましい。また、本発明の別の態様では、方向
転換フィルターのプリズムの傾きは頂点に近い部分と頂
点から遠い部分とで異なる。本発明の別の態様では、方
向転換フィルターの上面は平面でなくレンチキュラーレ
ンズである。レンズの大きさは、0.01mm×0.01mmから0.
2 mm×0.2 mmの範囲である。この場合、平面の場合と比
較して光が放射される角度が広い。レンチキュラーレン
ズの曲率を変えることにより、光の広がる角度を調整す
ることができる。
The light totally reflected on the upper surface of the directional change filter is totally reflected again by the prism on the lower surface and finally comes out from the upper surface. Considering the utilization efficiency, it is preferable that the light exits from the upper surface without being totally reflected. In another aspect of the present invention, the inclination of the prism of the direction change filter is different between a portion near the vertex and a portion far from the vertex. In another aspect of the invention, the top surface of the turning filter is a lenticular lens rather than a plane. The size of the lens is from 0.01mm x 0.01mm to 0.
The range is 2 mm x 0.2 mm. In this case, the angle at which light is emitted is wider than in the case of a plane. By changing the curvature of the lenticular lens, the angle at which the light spreads can be adjusted.

【0013】導光板の下面の断面が3角形の山の頂角
は、光源側γが40°から85°の範囲とした。γの好
ましい範囲は、40°から60°である。γが0°に近
いと、断面3角形の山の光源側の面で光が反射する影響
があり、また製造上の問題がある。また、γが大きすぎ
ると、断面3角形の山の光源から遠い側の面の面積が広
くとれず好ましくない。光源から遠い側の面が、光の角
度を変える作用をするからである。導光板中を進み、 導
光板の上面で全反射した光は、上面に対する傾きは48
°以下である。従って、γが40°より小さければ、導
光板の上面で全反射した光は、断面3角形の山の光源に
近い側の面に入らず、光源から遠い側の面に入射して全
反射し、次に上面に入射するときの導光板の上面に対す
る角度が変化する。光源から遠い側の頂角δは75°か
ら87°の範囲とした。δの好ましい範囲は、80°か
ら86°の範囲である。δが75°より小さいと、上面
から出る光の放射方向の範囲が広がり、光を集中させる
作用が弱くなる。δが87°より大きいと、光の進行方
向を変化させる度合いが小さくなり、光が上面から出る
割合が減少し、光が導光板内を通過する距離が長くな
り、減衰するからである。
The peak angle of the mountain having a triangular cross section on the lower surface of the light guide plate is set so that the light source side γ is in the range of 40 ° to 85 °. The preferable range of γ is 40 ° to 60 °. When γ is close to 0 °, light is reflected on the light source side surface of the mountain having a triangular cross section, and there is a problem in manufacturing. On the other hand, if γ is too large, the area of the surface far from the light source of the mountain having a triangular cross section cannot be increased, which is not preferable. This is because the surface far from the light source acts to change the angle of the light. Light that travels through the light guide plate and is totally reflected on the upper surface of the light guide plate has an inclination of 48
° or less. Therefore, if γ is smaller than 40 °, the light totally reflected on the upper surface of the light guide plate does not enter the surface near the light source of the mountain having a triangular cross section, but enters the surface far from the light source and is totally reflected. Then, the angle with respect to the upper surface of the light guide plate when the light enters the upper surface next changes. The vertex angle δ on the side remote from the light source was in the range of 75 ° to 87 °. The preferred range of δ is in the range of 80 ° to 86 °. If δ is smaller than 75 °, the range of the emission direction of light emitted from the upper surface is widened, and the effect of concentrating light is weakened. If δ is larger than 87 °, the degree of change in the traveling direction of light is reduced, the rate of light exiting from the upper surface is reduced, the distance that light passes through the light guide plate is increased, and the light is attenuated.

【0014】方向転換フィルターの下面のプリズムの光
源に近い側の頂角αは、0°から20°の範囲とした。
プリズムの光源に近い側の面から入射した光が、より多
く光源から遠い側の面で全反射して上面から出るように
し、光の有効割合を高めるには、頂角αは小さいほうが
好ましいが、製造上はある程度の角度が必要なので、0
°から20°までとした。光源から遠い側の頂角βは、
32°から38°の範囲とした。導光板をその上面に対
して20°から40°で出た光を対象として、方向転換
フィルターに入射する場合を考える。頂角βが38°よ
り大きくなると、放射する光は十分正面方向に向かな
い。頂角βが32°より小さくなると、光がプリズムの
光源から遠い側の面で全反射した後の上面に対する光の
角度が90°を超える場合があり、また製造上の問題が
ある。
The apex angle α of the prism on the lower surface of the direction change filter near the light source was in the range of 0 ° to 20 °.
The smaller the apex angle α is, the more the light incident from the surface closer to the light source of the prism is made to be more totally reflected on the surface farther from the light source and exits from the upper surface, and the effective ratio of light is increased. , Since a certain angle is required in manufacturing,
° to 20 °. The vertex angle β farther from the light source is
The range was from 32 ° to 38 °. Consider a case in which light emitted from the light guide plate at an angle of 20 ° to 40 ° with respect to its upper surface is incident on the direction change filter. When the vertex angle β is larger than 38 °, the emitted light is not sufficiently directed in the front direction. When the apex angle β is smaller than 32 °, the angle of the light with respect to the upper surface after the light is totally reflected by the surface far from the light source of the prism may exceed 90 °, and there is a problem in manufacturing.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態及び実施例】以下、図面を参照しな
がら本発明の実施の形態及び実施例を説明する。図1は
本発明の一実施例のバックライト装置を示す斜視図、図
2は図1のバックライト装置のII−II線に沿う端側面図
である。図1、2に示すように、バックライト装置は、
透明な平板状の導光板20と、この導光板20の一側面
の近傍に配置された光源2と、導光板20の下面に沿っ
て設けられた平板状の光反射板3と、導光板20の上面
に沿って設けられた透明な方向転換フィルター10を備
えている。また、この方向転換フィルター10の上に液
晶板6が配置される。また、光源の側方では、光反射板
3の一部が曲げられて光源2を囲むように屈曲部3aが
設けられ、光源2から放射する光を反射し出来るだけ多
く導光板20に入射させるようになっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a backlight device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an end side view of the backlight device shown in FIG. 1 along the line II-II. As shown in FIG. 1 and FIG.
A transparent flat light guide plate 20, a light source 2 disposed near one side surface of the light guide plate 20, a flat light reflection plate 3 provided along the lower surface of the light guide plate 20, and a light guide plate 20 Is provided with a transparent diverting filter 10 provided along the upper surface of the filter. The liquid crystal plate 6 is disposed on the direction change filter 10. A bent portion 3a is provided on the side of the light source so that a part of the light reflecting plate 3 is bent so as to surround the light source 2, and the light emitted from the light source 2 is reflected on the light guide plate 20 as much as possible. It has become.

【0016】本発明のバックライト装置によれば、光源
2から導光板20にその端面から入射した光は、導光板
20の上面から上面に対して小さい角度で出て、さらに
方向転換フィルター10で正面方向に方向を変えられ、
正面方向に集中して放射される。
According to the backlight device of the present invention, light incident on the light guide plate 20 from the end face from the light source 2 exits from the upper surface of the light guide plate 20 at a small angle with respect to the upper surface. You can change the direction to the front,
The radiation is concentrated in the front direction.

【0017】図1のYZ平面内での導光板20の断面図
を図3に示す。導光板の下面には、断面3角形の山22
が平行に多数形成され、断面3角形の山には光源に近い
側の面26と光源から遠い側の面28がある。導光板の
上面24は平面である。この3角形の山の頂角は、導光
板の上面からの垂線に対して光源側の頂角γを50°と
し、光源から遠い側の頂角δを84°とした。
FIG. 3 is a sectional view of the light guide plate 20 in the YZ plane of FIG. A mountain 22 having a triangular cross section is provided on the lower surface of the light guide plate.
Are formed in parallel, and a mountain having a triangular cross section has a surface 26 closer to the light source and a surface 28 farther from the light source. The upper surface 24 of the light guide plate is flat. With respect to the apex angle of this triangular mountain, the apex angle γ on the light source side with respect to a perpendicular from the upper surface of the light guide plate was 50 °, and the apex angle δ on the far side from the light source was 84 °.

【0018】図1のYZ平面内での方向転換フィルター
10の断面図を図4に示す。図4に示すように、本実施
例の方向転換フィルター10は下面は断面が3角形のプ
リズム12を平行に並べて配置した形状である。プリズ
ムには光源に近い側の面16と光源から遠い側の面18
がある。方向転換フィルター10の上面14は平面であ
る。プリズムの光源側の頂角αを10°とし、光源から
遠い側の頂角βを36°とした。下面12に形成された
プリズムの間隔(ピッチp)は約50μである。方向転
換フィルター10の厚さtは、約200μとした。
FIG. 4 is a sectional view of the direction change filter 10 in the YZ plane of FIG. As shown in FIG. 4, the direction change filter 10 of the present embodiment has a lower surface in which prisms 12 having a triangular cross section are arranged in parallel. The prism has a surface 16 near the light source and a surface 18 far from the light source.
There is. The upper surface 14 of the direction change filter 10 is flat. The vertex angle α on the light source side of the prism was 10 °, and the vertex angle β on the far side from the light source was 36 °. The interval (pitch p) between the prisms formed on the lower surface 12 is about 50 μ. The thickness t of the direction change filter 10 was about 200 μ.

【0019】次に本発明の導光板と、方向転換フィルタ
ーの内部で光がどのように進行するか検討する。図5−
7は、3つの角度の違う方向で導光板に入射した光が導
光板中をどのように進行するかについて見たものであ
る。導光板の3角形の山の導光板の上面からの垂線に対
する角度は、光源側γが50°であり、光源から遠い側
δが84°である。導光板の材質はPMMAとし、屈折
率は1.494 である。この場合臨界角は約42°である。
Next, how the light travels inside the light guide plate of the present invention and the direction change filter will be examined. Fig. 5-
FIG. 7 shows how light incident on the light guide plate in three different directions travels through the light guide plate. The angle of the light guide plate with respect to the perpendicular from the upper surface of the light guide plate of the triangular mountain is 50 ° on the light source side γ and 84 ° on the far side δ from the light source. The light guide plate is made of PMMA, and has a refractive index of 1.494. In this case, the critical angle is about 42 °.

【0020】図5において、導光板の左側の光源から導
光板に入り、導光板中を導光板の上面に対して40°で
進行する光L1は、導光板の上面に入射角50°で入射
し、上面で全反射して下面に向かう。下面で全反射し、
再度上面に1回目の入射角より小さい入射角38°で入
射する。この角度は臨界角以下なので、上面から屈折角
66.9°で放射される。
In FIG. 5, light L1 entering the light guide plate from the light source on the left side of the light guide plate and traveling in the light guide plate at 40 ° with respect to the upper surface of the light guide plate is incident on the upper surface of the light guide plate at an incident angle of 50 °. Then, the light is totally reflected on the upper surface and travels toward the lower surface. Total reflection at the bottom,
The light is again incident on the upper surface at an incident angle of 38 ° smaller than the first incident angle. Since this angle is below the critical angle, the angle of refraction from the top
Emitted at 66.9 °.

【0021】図6において、導光板中を導光板の上面に
対して35°で進行する光L2は、導光板の上面に入射
角55°で入射して全反射し、下面に向かう。下面に入
射角49°で入射して全反射し、次に上面に入射角43
°で入射して全反射し、次に下面に入射角37°で入射
し、下面から屈折角64°で放射される。この光が、下
にある反射板に入射角70°で入射する。反射板で同じ
角度で反射したとする。その後、光源から遠い側の面2
8に入射する光L2aは、面28に入射角76°で入射
し、屈折角40.5°で屈折して導光板に入る。再度導光板
の上面に入射角34.5°で入射して上面から屈折角57.8°
で放射される。反射板で同じ角度で反射し、光源に近い
側の面26に入射する光L2bは、面26に入射角30
°で入射し、屈折角19.6°で屈折して導光板に入る。導
光板の上面に入射角59.6°で入射して全反射する。しか
し、光源に近い側の面26の面積は小さくこの面に入射
する光L2bの割合は、少ない。
In FIG. 6, light L2 traveling in the light guide plate at 35 ° with respect to the upper surface of the light guide plate is incident on the upper surface of the light guide plate at an incident angle of 55 °, is totally reflected, and travels toward the lower surface. The light enters the lower surface at an incident angle of 49 ° and is totally reflected.
The light is incident at an angle of ° and is totally reflected, then enters the lower surface at an incident angle of 37 °, and is emitted from the lower surface at a refraction angle of 64 °. This light is incident on the underlying reflector at an incident angle of 70 °. It is assumed that the light is reflected by the reflector at the same angle. Then, the surface 2 far from the light source
The light L2a incident on the light 8 enters the surface 28 at an incident angle of 76 °, is refracted at a refraction angle of 40.5 °, and enters the light guide plate. Re-enters the upper surface of the light guide plate at an incident angle of 34.5 ° and refracts 57.8 ° from the upper surface
Radiated at Light L2b reflected at the same angle by the reflector and incident on the surface 26 on the side closer to the light source is incident on the surface 26 at an incident angle of 30.
And enters the light guide plate after being refracted at a refraction angle of 19.6 °. The light enters the upper surface of the light guide plate at an incident angle of 59.6 ° and is totally reflected. However, the area of the surface 26 near the light source is small, and the proportion of the light L2b incident on this surface is small.

【0022】図7において、導光板中を導光板の上面に
対して25°で進行する光L3は、導光板の上面に入射
角65°で入射して全反射し、下面に向かう。下面に入
射角47°で入射して全反射し、再度上面に入射角53
°で入射する。上面で全反射し、再度下面に入射角47
°で入射して全反射する。そして、上面に入射角41°
で入射し、屈折角78.6°で放射される。図5−7に示す
ように、導光板中を進行する光は、全反射と屈折を繰り
返し、導光板の上面に入射する角度が次第に小さくな
り、入射角が臨界角より小さくなると、導光板の上面か
ら上面に対して比較的小さい角度で放射される。
In FIG. 7, light L3 traveling in the light guide plate at an angle of 25 ° with respect to the upper surface of the light guide plate is incident on the upper surface of the light guide plate at an incident angle of 65 °, is totally reflected, and travels toward the lower surface. The light enters the lower surface at an incident angle of 47 °, is totally reflected, and is again incident at an incident angle
Incident at °. Totally reflected on the upper surface and again incident angle 47 on the lower surface
Incident at ° and totally reflected. And the incident angle 41 ° on the upper surface
And emitted at a refraction angle of 78.6 °. As shown in FIG. 5-7, light traveling in the light guide plate repeats total reflection and refraction, and the angle of incidence on the upper surface of the light guide plate gradually decreases. When the incident angle becomes smaller than the critical angle, the light guide plate Radiated from the top surface at a relatively small angle to the top surface.

【0023】次に、導光板20の上面から放射した光
が、方向転換フィルター10に下面から入射した場合に
光がどのように進行するかについて検討する。図8に示
す方向転換フィルター10において、方向転換フィルタ
ー10の下面のプリズムの頂角は方向転換フィルターの
上面からの垂線に対して光源側αを10°、光源から遠
い側βを36°とした。導光板20の上面から放射した
光は、方向転換フィルター10に下面から入射する。こ
こで方向転換フィルターの上面に対して40°で入射し
た光の進行について見ると、プリズムの1つの山の頂点
17を通過する光L4は光源に近い側の面16で屈折さ
れ方向転換フィルターの上面に向かい、上面に臨界角よ
り大きい角度で入射して全反射する。別の光L5も面1
6で屈折され、プリズムの谷19を通って方向転換フィ
ルターの上面に向かい、上面で全反射する。別の光L6
は、プリズムの面16で屈折しプリズムの光源から遠い
側の面18で全反射して、方向転換フィルターの上面に
向かい、上面14に臨界角より小さい角度で入射して屈
折して放射される。
Next, how the light emitted from the upper surface of the light guide plate 20 travels when the light enters the direction change filter 10 from the lower surface will be discussed. In the direction change filter 10 shown in FIG. 8, the apex angle of the prism on the lower surface of the direction change filter 10 is 10 ° on the light source side α and 36 ° on the side β far from the light source with respect to the perpendicular from the upper surface of the direction change filter. . The light emitted from the upper surface of the light guide plate 20 enters the direction change filter 10 from the lower surface. Here, looking at the progress of light incident at 40 ° to the upper surface of the turning filter, the light L4 passing through the peak 17 of one peak of the prism is refracted by the surface 16 close to the light source and is reflected by the turning filter. It faces the upper surface, enters the upper surface at an angle larger than the critical angle, and is totally reflected. Another light L5 is also surface 1
The light is refracted at 6 and travels through the troughs 19 of the prism to the upper surface of the turning filter and is totally reflected at the upper surface. Another light L6
Is refracted at the prism face 16 and totally reflected at the face 18 far from the light source of the prism, is directed toward the upper surface of the diverting filter, is incident on the upper surface 14 at an angle smaller than the critical angle, and is refracted and emitted. .

【0024】プリズムの1つの頂点17を通る光から次
の山を通る光までのプリズムの山1ピッチの範囲A+B
のうち、頂点17を通過する光L4からプリズムの谷1
9を通る光L5までの範囲Bで入射する光は面18に入
射せず、上面に臨界角より大きい角度で入射し全反射し
て上面から出てこない。光L5から次の頂点を通る光ま
での範囲Aで入射する光は面18に臨界角より大きい角
度で入射して全反射し、次に方向転換フィルターの上面
に臨界角より小さい角度で入射して屈折され,方向転換
フィルターの上面から方向転換フィルターの垂線に対し
て比較的小さい角度で放射される。即ち、範囲A+Bの
うち、範囲Aは有効に利用されるが範囲Bは有効に利用
されない。ここで、光の有効割合Fを、 F=A/(A+B)×100(%) とすると、方向転換フィルターの上面に対して40°で
入射した光については、 F=21.38 /26.40 ×100=81(%) となる。
Range of one prism pitch A + B from light passing through one vertex 17 of the prism to light passing through the next peak
Of the prism L from the light L4 passing through the vertex 17
Light incident in the range B up to the light L5 passing through 9 does not enter the surface 18, but enters the upper surface at an angle larger than the critical angle, is totally reflected, and does not exit the upper surface. Light incident in a range A from light L5 to light passing through the next vertex is incident on the surface 18 at an angle greater than the critical angle, is totally reflected, and then impinges on the upper surface of the diverting filter at an angle less than the critical angle. And is emitted from the top surface of the diverting filter at a relatively small angle to the normal of the diverting filter. That is, of the range A + B, the range A is effectively used, but the range B is not effectively used. Here, assuming that the effective ratio F of light is F = A / (A + B) × 100 (%), for light incident at 40 ° on the upper surface of the direction change filter, F = 21.38 / 26.40 × 100 = 81 (%).

【0025】図9に従来のプリズムシート5に同様にプ
リズムシートの上面に対して40°で光が入射した場合
の光の進行を示す。プリズムの頂角は光源側、光源から
遠い側とも31.5°である。図8と同様に、光L8 から次
の頂点を通る光までの範囲Aの光は、面18で全反射し
次に上面から放射されて有効に利用される。光L7 から
光L8 までの範囲Bの光は、上面で全反射して有効に利
用されない。上面に対して40°で入射した光について
有効割合Fを求めると、 F=14.61 /27.17 ×100=53.8(%) となる。従来のプリズムシート5の光の有効割合は、本
発明の方向転換フィルターと比較して低いことが分か
る。
FIG. 9 shows the progress of light when light is incident on the upper surface of the prism sheet at 40 ° similarly to the conventional prism sheet 5. The apex angle of the prism is 31.5 ° both on the light source side and on the side far from the light source. As in FIG. 8, the light in the range A from the light L8 to the light passing through the next vertex is totally reflected by the surface 18 and then radiated from the upper surface to be used effectively. Light in the range B from the light L7 to the light L8 is totally reflected on the upper surface and is not used effectively. When the effective ratio F is obtained for the light incident at 40 ° with respect to the upper surface, F = 14.61 / 27.17 × 100 = 53.8 (%). It can be seen that the effective ratio of light of the conventional prism sheet 5 is lower than that of the direction change filter of the present invention.

【0026】上の方向転換フィルター10(頂角α=1
0°、β=36°)及び従来のプリズムシート5(頂角
α=31.5°、β=31.5°)に、方向転換フィルター(又
はプリズムシート)の上面に対して30°から50°の
範囲で光が入射した場合についてみると、40°で入射
する光と同様に、範囲Aの光は、面18で全反射し次に
上面から放射されて有効に利用されるが、範囲Bの光
は、上面で全反射して有効に利用されない。
The upper direction change filter 10 (vertical angle α = 1)
0 °, β = 36 °) and the conventional prism sheet 5 (vertical angle α = 31.5 °, β = 31.5 °), in the range of 30 ° to 50 ° with respect to the upper surface of the diverting filter (or prism sheet). Regarding the case where light enters, similarly to the light incident at 40 °, the light in the range A is totally reflected on the surface 18 and then emitted from the upper surface to be used effectively, while the light in the range B is used effectively. , And are not used effectively because they are totally reflected on the upper surface.

【0027】30°から50°の範囲の光の有効割合F
を求めた結果を表1に示す。 表1 光の有効割合F(%) 光の入射角 方向転換フィルター プリズムシート α=10° β=36° (従来) 30° 100 % 100 % 35° 100 % 86.5% 42.5° 71.3% 47.1% 50° 48.1% 30.8% 表1から、本発明の方向転換フィルターでは、30°か
ら50°の範囲で入射した光は、従来のプリズムシート
と比較して上面で全反射する割合が少なく、光の有効割
合Fが大きいことが分かる。プリズムの光源に近い側の
面から入射した光が、より多く光源から遠い側の面で全
反射して上面から出るようにし、光の有効割合を高める
には、頂角αは小さいほうが好ましいことが分かる。
Effective fraction F of light in the range of 30 ° to 50 °
Are shown in Table 1. Table 1 Effective ratio of light F (%) Incident angle of light Redirecting filter Prism sheet α = 10 ° β = 36 ° (conventional) 30 ° 100% 100% 35 ° 100% 86.5% 42.5 ° 71.3% 47.1% 50 ° 48.1% 30.8% According to Table 1, the ratio of the light incident in the range of 30 ° to 50 ° in the redirecting filter of the present invention is smaller than the ratio of the total reflection on the upper surface compared to the conventional prism sheet, and the effective ratio of light It can be seen that F is large. The smaller the apex angle α is, the more light that is incident from the surface closer to the light source of the prism is more fully reflected on the surface farther from the light source and exits from the upper surface. I understand.

【0028】次に、図10により、プリズムの頂角α=
5°、β=36°の方向転換フィルターと、プリズムの
頂角α=20°、β=32°の方向転換フィルターと
に、フィルターの平面に対して20°から40°の角度
の光が、プリズムの光源に近い側の面16に入射し、光
源から遠い側の面18で全反射した後の角度についてみ
る。図10において、光の角度は方向転換フィルターの
上面に対する角度(図1,2のY方向を0°とする)で
表す。20°から40°の角度範囲で入射した光は、方
向転換フィルターの上面に垂直(90°)に近い角度で
入射することが分かる。上面に入射した光は、上面で屈
折されて更に垂直方向に角度を変え、ほぼ正面方向に出
て行く。頂角αを0°から20°の範囲とすると、βは
32°から38°の範囲であれば、光はほぼ正面方向に
集中して放射されることが分かる。この結果を参考にし
て頂角βの範囲を決めた。
Next, according to FIG. 10, the apex angle α of the prism =
A 5 °, β = 36 ° turning filter and a prism apex angle α = 20 °, β = 32 ° turning filter provide light at an angle of 20 ° to 40 ° with respect to the plane of the filter, The angle after the light enters the surface 16 on the side closer to the light source of the prism and is totally reflected by the surface 18 on the side farther from the light source will be described. In FIG. 10, the angle of light is represented by an angle with respect to the upper surface of the direction change filter (the Y direction in FIGS. 1 and 2 is assumed to be 0 °). It can be seen that the light incident in the angle range of 20 ° to 40 ° is incident on the upper surface of the redirecting filter at an angle close to vertical (90 °). Light incident on the upper surface is refracted by the upper surface, changes its angle in the vertical direction, and exits substantially in the front direction. Assuming that the apex angle α is in the range of 0 ° to 20 °, if β is in the range of 32 ° to 38 °, it can be understood that light is radiated almost concentrated in the frontal direction. The range of the vertex angle β was determined with reference to this result.

【0029】次に、本発明の実施例によるバックライト
装置と従来のプリズムシートを使用したバックライト装
置とについて輝度特性を測定した。図2に示すように輝
度計70により、バックライト装置に対する輝度計70
の傾き角をバックライト装置のYZ平面内で変化させ
て、傾き角と輝度の関係を測定した結果を図11、12
に示す。ここで、図11、12の横軸は図1のZY平面
内における方向を示し、Y方向を0°として、Y方向に
対してなす角度θ(図2中で反時計回り方向を+とす
る。以下、同じ)で示す。
Next, the luminance characteristics of the backlight device according to the embodiment of the present invention and the backlight device using the conventional prism sheet were measured. As shown in FIG. 2, a luminance meter 70 for the backlight device is used.
The relationship between the tilt angle and the luminance was measured by changing the tilt angle of the backlight device in the YZ plane of the backlight device.
Shown in Here, the horizontal axis in FIGS. 11 and 12 indicates the direction in the ZY plane in FIG. 1, where the Y direction is 0 ° and the angle θ with respect to the Y direction (the counterclockwise direction in FIG. 2 is +). , The same applies hereinafter).

【0030】図11の実線は、図1に示す本発明の実施
例のバックライト装置から方向転換フィルターを取り外
した状態で、導光板の上面から放射される光の方向と輝
度の関係を示す。実線C1 は、導光板の3角形の山の頂
角がγ=51°、δ=84°の場合である。光は、導光
板の上面から10°から40°程度の角度の小さい範囲
に集中して放射されることが分かる。C2 は、γ=51
°、δ=86.5°の場合である。C2 はC1 と比較する
と、光の集中度は落ちている。点線C3 は、γ=0°、
δ=80°の場合である。δが80°まで小さくなる
と、光はかなり分散して放射されることがわかる。
The solid line in FIG. 11 shows the relationship between the direction of light radiated from the upper surface of the light guide plate and the luminance when the direction change filter is removed from the backlight device of the embodiment of the present invention shown in FIG. The solid line C1 indicates the case where the peak angles of the triangular peaks of the light guide plate are γ = 51 ° and δ = 84 °. It can be seen that the light is radiated from the upper surface of the light guide plate in a small angle range of about 10 ° to 40 °. C2 is γ = 51
°, δ = 86.5 °. The light concentration of C2 is lower than that of C1. The dotted line C3 indicates that γ = 0 °,
This is the case when δ = 80 °. It can be seen that when δ is reduced to 80 °, the light is emitted with considerable dispersion.

【0031】図11の点線C4 は、裏面に反射のための
ドット印刷をした従来の導光板を使用したバックライト
装置で、導光板の上面から放射される光の輝度特性を示
す。放射される光は、狭い方向に集中せず、広い角度範
囲に分散する。図11から本発明の導光板では、従来の
導光板より導光板の上面に対して角度の小さい範囲に集
中して光が放射されることが分かる。δが大きくても小
さくても光が分散して放射される。方向転換フィルター
から集中した光を放射するためには、導光板から光が集
中して放射されたほうが好都合である。この結果を参考
にして頂角δの範囲を決めた。
A dotted line C4 in FIG. 11 shows a luminance characteristic of light emitted from the upper surface of the light guide plate in a backlight device using a conventional light guide plate having dots printed on the back surface for reflection. The emitted light is not concentrated in a narrow direction but is dispersed over a wide angle range. It can be seen from FIG. 11 that the light guide plate of the present invention emits light more concentratedly in a range having a smaller angle with respect to the upper surface of the light guide plate than the conventional light guide plate. Light is dispersed and emitted regardless of whether δ is large or small. In order to emit concentrated light from the directional change filter, it is more convenient for the light to be emitted from the light guide plate in a concentrated manner. The range of the vertex angle δ was determined with reference to this result.

【0032】次に、方向転換フィルターの上面から放射
される光の輝度特性を測定した。図12の実線D1 は、
本発明のバックライト装置において、導光板の上に方向
転換フィルターを取り付けた状態で、方向転換フィルタ
ーの上面から放射される光の輝度特性を示す。方向転換
フィルターの上面から放射される光は、65°から11
5°の範囲に集中していることが分かる。図13(a)
は、本発明の実施例2の方向転換フィルター50の断面
図である。(b) に方向転換フィルター50の一部の平面
図を示す。方向転換フィルター50の上面52は、0.1
mm×0.1 mmのレンチキュラーレンズとなっている。
Next, the luminance characteristics of light emitted from the upper surface of the direction change filter were measured. The solid line D1 in FIG.
In the backlight device of the present invention, a luminance characteristic of light emitted from the upper surface of the direction change filter when the direction change filter is mounted on the light guide plate is shown. The light emitted from the top surface of the turning filter is 65 ° to 11 °.
It can be seen that they are concentrated in the range of 5 °. Fig. 13 (a)
FIG. 4 is a cross-sectional view of a direction change filter 50 according to a second embodiment of the present invention. (b) is a plan view of a part of the direction change filter 50. The upper surface 52 of the direction change filter 50 is
It is a lenticular lens of mm x 0.1 mm.

【0033】図12の点線D2 は、方向転換フィルター
10に代えて、上面をレンチキュラーレンズとした図1
0の方向転換フィルター50を使用した実施例2の輝度
特性を示す。方向転換フィルター50の上面から放射さ
れる光は、上面が平らな場合より広がっていることが分
かる。図12の点線D3 は、本発明の導光板20に代え
て従来の導光板を使用し、 本発明の方向転換フィルター
10に代えて図9に示す従来のプリズムシート5を使用
したバックライト装置で、プリズムシート5の上面から
放射される光についての輝度特性を示す。放射される光
は、本発明のものより強度が弱くまた広い範囲に分散し
ている。
A dashed line D 2 in FIG. 12 represents a lenticular lens on the upper surface in place of the direction changing filter 10.
9 shows luminance characteristics of the second embodiment using the zero direction change filter 50. It can be seen that the light radiated from the upper surface of the direction change filter 50 is spread more than when the upper surface is flat. A dotted line D3 in FIG. 12 indicates a backlight device using a conventional light guide plate instead of the light guide plate 20 of the present invention, and using the conventional prism sheet 5 shown in FIG. 4 shows luminance characteristics of light emitted from the upper surface of the prism sheet 5. The emitted light is less intense than that of the present invention and is spread over a wider range.

【0034】図14は、本発明の方向転換フィルターの
実施例3のプリズム部分の断面を示す。実施例3では、
方向転換フィルター40のプリズムの断面の光源に近い
側の傾きを頂点の近い部分42とそれより遠い部分44
とで変えている。頂角α1 を20°、α2 を3°、βを
36°とした。また、プリズムの谷部分には、平面部4
6を設けた。プリズムをこのような形状にすると、プリ
ズムの稜線部の損傷を防止し、製造を容易にすることが
できる。実施例3では、方向転換フィルター10のプリ
ズムの断面の各辺を直線で構成したが、プリズムの頂点
の稜線部に半径rの丸みをつけることもできる。この場
合、方向転換フィルターの正面方向に光を集束させると
いう機能を損なわないようにするため、半径r又は面取
りの高さはプリズムの高さの4分の1以下とすることが
好ましい。
FIG. 14 shows a cross section of a prism portion of a directional change filter according to a third embodiment of the present invention. In the third embodiment,
The inclination of the cross section of the prism of the direction change filter 40 on the side close to the light source is defined by a portion 42 near the vertex and a portion 44 farther from the vertex.
And has changed. The apex angle α1 was 20 °, α2 was 3 °, and β was 36 °. The flat portion 4 is located at the valley portion of the prism.
6 were provided. When the prism is formed in such a shape, damage to the ridge portion of the prism can be prevented, and manufacturing can be facilitated. In the third embodiment, each side of the cross section of the prism of the direction change filter 10 is formed by a straight line. However, a ridge line at the vertex of the prism may be rounded with a radius r. In this case, the radius r or the height of the chamfer is preferably not more than 4 of the height of the prism so as not to impair the function of converging light in the front direction of the direction change filter.

【0035】図15は、導光板の実施例4のYZ平面に
おける端面図(a) 、及び平面図(b)を示す。導光板60
の端面図から分かるように、導光板の厚さは、光源に近
い側(図の左側)から遠い側(図の右側)へいくにつれ
て薄くなっている。導光板60の平面図(b) から分かる
ように、導光板の裏面に形成された断面3角形の山は、
導光板の裏面の全面ではなく、一部に形成されている。
このパターンでは、光源に近い側で山が形成されない部
分64の面積割合が大きく、光源から遠ざかるにつれて
山が形成された部分62の面積割合が大きくなってい
る。このようなパターンで3角山を形成するのは、光源
から遠い位置と近い位置での光の強度の差を小さくする
ためである。即ち、導光板中で光源から遠ざかるにつれ
て光が弱まるが、光源から遠いほど光が放射される割合
を多くし光の強度が均一になるようにしている。図16
は、円パターンで山が形成されない部分を設けた実施例
5であり、光源に近い側で山が形成されない部分68の
面積割合が大きく、光源から遠ざかるにつれて山が形成
された部分66の面積割合が大きくなっている。
FIGS. 15A and 15B are an end view (a) and a plan view (b) of the light guide plate according to the fourth embodiment in the YZ plane. Light guide plate 60
As can be seen from the end view, the thickness of the light guide plate decreases from the side closer to the light source (left side in the figure) to the side farther (right side in the figure). As can be seen from the plan view (b) of the light guide plate 60, the peaks having a triangular cross section formed on the back surface of the light guide plate are:
It is formed not on the entire back surface of the light guide plate but on a part thereof.
In this pattern, the area ratio of the portion 64 where no hill is formed on the side closer to the light source is large, and the area ratio of the portion 62 where the hill is formed increases as the distance from the light source increases. The reason why the triangular peaks are formed in such a pattern is to reduce the difference in light intensity between a position far from the light source and a position near the light source. That is, the light becomes weaker as the distance from the light source increases in the light guide plate, but the farther the light is from the light source, the greater the rate of light emission and the more uniform the light intensity. FIG.
Is a fifth example in which a portion where a mountain is not formed in a circular pattern is provided. The area ratio of a portion 68 where a mountain is not formed near the light source is large, and the area ratio of a portion 66 where a mountain is formed as the distance from the light source is increased. Is getting bigger.

【0036】図17は、導光板の実施例6を示す。X方
向に平行な山ではなく、X方向から傾いた2つの方向に
山が形成されている。図17の18a 部分の山のパターン
の一部の拡大図を図18(a) に示し、図18(a) のb-b'
断面図を図18(b) に示す。図17に示す山の形状でも
本発明の機能を果たすことができる。
FIG. 17 shows a sixth embodiment of the light guide plate. The ridges are formed not in the ridge parallel to the X direction but in two directions inclined from the X direction. FIG. 18 (a) shows an enlarged view of a part of the mountain pattern at 18a in FIG. 17, and bb 'in FIG. 18 (a).
A cross-sectional view is shown in FIG. The function of the present invention can also be achieved with the mountain shape shown in FIG.

【0037】ここで、導光板と方向転換フィルターの製
造方法について説明する。導光板とは、インジェクショ
ン成形コンプレッション成形等従来の方法で成形するこ
とができる。方向転換フィルターは、紫外線硬化型樹脂
組成物を金属製の成形型に注入後、PETフィルム等の
透明基体を重ね合わせ、透明基体を通して高圧水銀灯等
の紫外線光源より紫外線を照射して重合後、成形型から
剥離して方向転換フィルターを得ることができる。紫外
線硬化型樹脂としてエステル(メタ)アクリレート系の
樹脂、エポキシ(メタ)アクリレート系、ウレタンアク
リレート系等の公知の樹脂を用いることができる。紫外
線硬化型樹脂には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線
吸収剤、黄変防止剤等の添加剤を配合することができ
る。
Here, a method of manufacturing the light guide plate and the direction change filter will be described. The light guide plate can be formed by a conventional method such as injection molding and compression molding. The direction change filter is formed by injecting an ultraviolet curable resin composition into a metal mold, superimposing a transparent substrate such as a PET film, irradiating ultraviolet light from an ultraviolet light source such as a high-pressure mercury lamp through the transparent substrate, and polymerizing. The direction change filter can be obtained by peeling from the mold. Known resins such as ester (meth) acrylate-based resins, epoxy (meth) acrylate-based resins, and urethane acrylate-based resins can be used as the ultraviolet-curable resin. If necessary, additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a yellowing inhibitor can be added to the ultraviolet-curable resin.

【0038】方向転換フィルターの製造には、上述した
ように液体状の紫外線硬化型樹脂を使用する代わりに、
透明基体と紫外線硬化型樹脂組成物を半重合させたもの
との積層体を使用し、この積層体を成形型に押しつけた
状態で紫外線照射して半重合状態の樹脂組成物を硬化さ
せ方向転換フィルターを得ることもできる。方向転換フ
ィルターはまた、一体に成形することもできる。即ち、
アクリル共重合体等の樹脂に成形型をプレスして、パタ
ーンを転写してプリズムを形成することができる。ま
た、射出成形によりプリズムを成形することもできる。
In the manufacture of the direction change filter, instead of using a liquid ultraviolet curing resin as described above,
Using a laminate of a transparent substrate and a semi-polymerized UV-curable resin composition, irradiating ultraviolet rays while pressing the laminate against a mold to cure the semi-polymerized resin composition and change direction. You can also get a filter. The diverting filter can also be molded in one piece. That is,
A prism can be formed by pressing a mold onto a resin such as an acrylic copolymer and transferring the pattern. Further, the prism can be formed by injection molding.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のバックラ
イト装置によれば、少ない部品点数で光を正面方向に集
中して出し、光の利用効率を大幅に向上し、正面方向に
高い輝度を得ることができる。そのため、限られた消費
電力で液晶板が明るく見やすくなるという効果が得られ
る。また、本発明のバックライト装置を使用すると、液
晶版を透過する光の方向が揃っていて特に斜め方向に透
過する光が少ないので、液晶板下面での反射が減少し、
液晶の隣接する素子への影響が減少し、画像が鮮明度が
向上するという効果が得られる。
As described above, according to the backlight device of the present invention, light is concentrated in the front direction with a small number of parts, light utilization efficiency is greatly improved, and high brightness is obtained in the front direction. Can be obtained. Therefore, an effect is obtained that the liquid crystal panel is bright and easy to see with limited power consumption. Further, when the backlight device of the present invention is used, the direction of the light transmitted through the liquid crystal plate is uniform, and the amount of light transmitted particularly in the oblique direction is small, so that the reflection on the lower surface of the liquid crystal plate is reduced,
The effect is obtained that the influence of the liquid crystal on the adjacent elements is reduced, and the sharpness of the image is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の導光板と方向転換フィルター
10を使用したバックライト装置の斜視図。
FIG. 1 is a perspective view of a backlight device using a light guide plate and a direction change filter 10 according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のバックライト装置のII−II線に沿った端
側面図。
FIG. 2 is an end side view of the backlight device of FIG. 1 taken along the line II-II.

【図3】本発明の実施例の導光板の拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged sectional view of the light guide plate according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例の方向転換フィルターの拡大断
面図。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the direction change filter according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例の導光板中の光の進行を表わす
図。
FIG. 5 is a diagram showing the progress of light in a light guide plate according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例の導光板中の光の進行を表わす
図。
FIG. 6 is a diagram showing the progress of light in a light guide plate according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例の導光板中の光の進行を表わす
図。
FIG. 7 is a diagram showing the progress of light in a light guide plate according to an example of the present invention.

【図8】本発明の実施例の方向転換フィルター中の光の
進行を表わす図。
FIG. 8 is a diagram showing the progress of light in a turning filter according to an embodiment of the present invention.

【図9】従来のプリズムシート中の光の進行を表わす
図。
FIG. 9 is a diagram showing the progress of light in a conventional prism sheet.

【図10】本発明の実施例の方向転換フィルター中の光
の進行を表わす図。
FIG. 10 is a diagram showing the progress of light in a turning filter according to an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例の導光板の上面から放射され
る光の輝度特性。
FIG. 11 shows luminance characteristics of light emitted from the upper surface of the light guide plate according to the embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例の導光板と方向転換フィルタ
ー10を使用したバックライト装置の輝度特性。
FIG. 12 shows a luminance characteristic of a backlight device using the light guide plate and the direction change filter 10 according to the embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施例2の方向転換フィルターの拡
大断面図。
FIG. 13 is an enlarged cross-sectional view of the direction change filter according to the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施例3の方向転換フィルターの拡
大断面図。
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of a direction change filter according to a third embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施例4の導光板を表わす図。FIG. 15 is a diagram illustrating a light guide plate according to a fourth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の実施例5の導光板を表わす図。FIG. 16 is a diagram illustrating a light guide plate according to a fifth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の実施例6の導光板を表わす図。FIG. 17 is a diagram illustrating a light guide plate according to a sixth embodiment of the present invention.

【図18】図14の一部の拡大図と断面図。18 is an enlarged view and a cross-sectional view of a part of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2・・光源 3・・反射板 4・・拡散板 5・・プリズムシート(従来) 6・・液晶板 10・・方向転換フィルター 12・・プリズム 14・・上面 16・・光源に近い側の面 18・・光源から遠い側の面 20・・導光板 26・・光源に近い側の面 28・・光源から遠い側の面 40、50・・方向転換フィルター 60・・導光板 70・・輝度計 2. Light source 3. Reflecting plate 4. Diffusion plate 5. Prism sheet (conventional) 6. Liquid crystal plate 10. Direction filter 12. Prism 14. Top surface 16. Surface close to light source 18. Surface far from the light source 20 Light guide plate 26 Surface close to the light source 28 Surface far from the light source 40, 50 Direction filter 60 Light guide plate 70 Luminance meter

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液晶板の背面に配置され液晶板を照光す
るバックライト装置において、 透明な導光板と、この導光板の側面の近傍に配置された
光源と、上記導光板の下面に沿って設けられた平面状の
光反射板と、上記導光板の上面に沿って設けられ且つ上
記液晶板の背面に位置するように配置される透明な方向
転換フィルターと、を備え、 上記導光板は、下面の少なくとも一部が断面3角形の山
を平行に並べた形状で、上記3角形の山の頂角は上記導
光板の上面からの垂線に対して光源に近い側がγが40
°から85°の範囲であり、光源から遠い側δが75°
から87°の範囲であり、上面は平滑であり、 上記方向転換フィルターは、光の入射する下面の断面が
3角形のプリズムを平行に並べた形状で、上記プリズム
の頂角は上記方向転換フィルターの上面からの垂線に対
して光源に近い側αが0°から20°の範囲であり、光
源から遠い側βが32°から38°の範囲であることを
特徴とするバックライト装置。
1. A backlight device disposed on a back surface of a liquid crystal plate and illuminating the liquid crystal plate, comprising: a transparent light guide plate, a light source disposed near a side surface of the light guide plate, and a lower surface of the light guide plate. The planar light reflection plate provided, comprising a transparent direction change filter provided along the upper surface of the light guide plate and disposed to be located on the back of the liquid crystal plate, the light guide plate, At least a part of the lower surface has a shape in which triangular peaks having a cross section of triangular shape are arranged in parallel, and the apex angle of the triangular peak is 40 on the side closer to the light source with respect to the perpendicular from the upper surface of the light guide plate.
° to 85 ° and the side δ far from the light source is 75 °
From 87 °, the upper surface is smooth, and the turning filter has a shape in which prisms each having a triangular cross section on the lower surface where light enters are arranged in parallel, and the apex angle of the prism is the turning filter. The backlight device is characterized in that the side α closer to the light source is in the range of 0 ° to 20 ° and the side β farther from the light source is in the range of 32 ° to 38 ° with respect to a perpendicular from the upper surface of the backlight device.
【請求項2】 上記導光板の上記3角形の山の光源に近
い側の頂角γが40°から60°の範囲であり、光源か
ら遠い側の頂角δが80°から86°の範囲であること
を特徴とする請求項1に記載のバックライト装置。
2. A vertex angle γ of the light guide plate on a side close to the light source of the triangular mountain is in a range of 40 ° to 60 °, and a vertex angle δ on a side far from the light source is in a range of 80 ° to 86 °. The backlight device according to claim 1, wherein
【請求項3】 液晶板の背面に配置され液晶板を照光す
るバックライト装置に使用される導光板において、 上記導光板は、下面の少なくとも一部が断面3角形の山
を平行に並べた形状で、上記3角形の山の頂角は上記導
光板の上面からの垂線に対して光源に近い側γが40°
から85°の範囲であり、光源から遠い側δが80°か
ら86°の範囲であることを特徴とする導光板。
3. A light guide plate used for a backlight device arranged on a back surface of a liquid crystal plate and illuminating the liquid crystal plate, wherein the light guide plate has at least a part of a lower surface in which triangular cross-sections are arranged in parallel. The apex angle of the triangular peak is 40 ° on the side γ close to the light source with respect to a perpendicular from the upper surface of the light guide plate.
A light guide plate, wherein a side δ far from the light source is in a range of 80 ° to 86 °.
【請求項4】 上記導光板の下面の一部は、断面が3角
形の山を平行に並べた形状で、下面の他の部分は平滑な
面であることを特徴とする請求項3記載の導光板。
4. The light guide plate according to claim 3, wherein a part of a lower surface of the light guide plate has a shape in which mountains having a triangular cross section are arranged in parallel, and another part of the lower surface is a smooth surface. Light guide plate.
【請求項5】 液晶板の背面に配置され液晶板を照光す
るバックライト装置に使用される方向転換フィルターに
おいて、 光の入射する下面の断面が3角形のプリズムを平行に並
べた形状で、上記プリズムの頂角は上記方向転換フィル
ターの上面からの垂線に対して光源に近い側αが0°か
ら20°の範囲であり、光源から遠い側βが32°から
38°の範囲であることを特徴とすることを特徴とする
方向転換フィルター。
5. A direction change filter disposed on a back surface of a liquid crystal plate and used for a backlight device for illuminating the liquid crystal plate, wherein a cross section of a lower surface on which light is incident has a shape in which triangular prisms are arranged in parallel. The apex angle of the prism is such that the side α close to the light source is in the range of 0 ° to 20 ° and the side β far from the light source is in the range of 32 ° to 38 ° with respect to the vertical line from the top surface of the above-mentioned turning filter. A directional change filter characterized by the features.
【請求項6】 上記方向転換フィルターの上面が平滑な
面であることを特徴とする請求項5記載の方向転換フィ
ルター。
6. The direction change filter according to claim 5, wherein an upper surface of the direction change filter is a smooth surface.
【請求項7】 上記方向転換フィルターの上面がレンチ
キュラーレンズであることを特徴とする請求項5記載の
方向転換フィルター。
7. The direction change filter according to claim 5, wherein an upper surface of the direction change filter is a lenticular lens.
【請求項8】 上記方向転換フィルターの上記プリズム
の斜面の傾きは、上記プリズムの頂点に近い部分と頂点
から遠い部分とで異なることを特徴とする請求項5記載
の方向転換フィルター。
8. The direction changing filter according to claim 5, wherein the inclination of the slope of the prism of the direction changing filter is different between a portion near the vertex and a portion far from the vertex of the prism.
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