JP2004259709A - Sidelight type surface light source - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置等に適用されるサイドライト型面光源装置に関し、例えば指向出射性を有する導光板を用いたサイドライト型面光源装置に適用するものである。本発明は、楔形形状等により形成された導光板について、厚さを局所的に低減することにより、さらには出射面の入射面側等に選択的に光拡散部材を配置することにより、光源の有効発光領域より導光板の長さを長くしても輝度ムラを有効に回避することができるようにする。 The present invention relates to a sidelight type surface light source device applied to a liquid crystal display device and the like, and is applied to, for example, a sidelight type surface light source device using a light guide plate having directional emission. The present invention provides a light guide plate formed in a wedge shape or the like, by locally reducing the thickness, and further by selectively arranging a light diffusing member on an incident surface side of an emission surface, etc. Even if the length of the light guide plate is made longer than the effective light emitting area, it is possible to effectively avoid luminance unevenness.
従来、例えば液晶表示装置においては、サイドライト型面光源装置により液晶パネルを照明し、これにより全体形状を薄型化するようになされている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a liquid crystal display device, a liquid crystal panel is illuminated by a sidelight type surface light source device, thereby reducing the overall shape.
すなわちサイドライト型面光源装置は、冷陰極管等の棒状光源でなる一次光源を板状部材(すなわち導光板でなる)の側方に配置し、この一次光源より出射される照明光を導光板の端面より導光板に入射する。さらにサイドライト型面光源装置は、この照明光を偏向して、導光板の平面より液晶パネルに向けて出射するように形成され、これにより全体形状を薄型化できるようになされている。 That is, in the sidelight type surface light source device, a primary light source composed of a rod-like light source such as a cold cathode tube is arranged on the side of a plate-shaped member (that is, composed of a light guide plate), and illumination light emitted from the primary light source is transmitted to the light guide plate. From the end face of the light guide plate. Further, the sidelight type surface light source device is formed so as to deflect the illumination light and emit the illumination light toward the liquid crystal panel from the plane of the light guide plate, whereby the overall shape can be reduced in thickness.
このようなサイドライト型面光源装置は、ほぼ均一な板厚により導光板を形成した方式のものと、一次光源より遠ざかるに従って導光板の板厚を徐々に薄く形成した形式のものとがあり、後者は、前者に比して効率良く照明光を出射することができる。 Such sidelight type surface light source devices include a type in which the light guide plate is formed with a substantially uniform plate thickness, and a type in which the thickness of the light guide plate is gradually reduced as the distance from the primary light source increases, The latter can emit illumination light more efficiently than the former.
図15は、この後者のサイドライト型面光源装置の構成を示す分解斜視図であり、このサイドライト型面光源装置1は、導光板でなる光散乱導光体2の側方に一次光源3を配置した後、反射シート4、光散乱導光体2、光制御部材としてのプリズムシート5を積層して形成される。このうち一次光源3は、冷陰極管でなる蛍光ランプ7の周囲を、断面略半円形形状の反射部材でなるリフレクター8で囲って形成され、リフレクター8の開口側より光散乱導光体2の端面に照明光を入射する。
FIG. 15 is an exploded perspective view showing the configuration of the latter sidelight type surface light source device. The sidelight type surface light source device 1 includes a
反射シート4は、金属箔等でなるシート状の正反射部材、又は白色PETフィルム等でなるシート状の乱反射部材により形成される。 The reflection sheet 4 is formed of a sheet-like regular reflection member made of a metal foil or the like, or a sheet-shaped irregular reflection member made of a white PET film or the like.
光散乱導光体2は、楔形断面形状の導光板で、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)からなるマトリックス中に、これと屈折率の異なる透光性の微粒子が一様に混入分散されて形成される。これによりA−A断面により断面を取って図16に示すように、この光散乱導光体2は、一次光源3側端面でなる入射面Tより照明光Lを入射し、透光性の微粒子により照明光Lを散乱させながら、また反射シート4に乱反射部材を適用した場合は、この反射シート4により一部乱反射させながら、反射シート4側平面(以下斜面と呼ぶ)とプリズムシート5側平面(以下出射面と呼ぶ)との間を繰り返し反射して照明光Lを伝播する。
The light-scattering light-guiding
この伝播の際に、照明光Lは、斜面で反射する毎に出射面に対する入射角が徐々に低下し、出射面に対して臨界角以下の成分が出射面より出射される。この出射面より出射される照明光L1は、照明光Lが光散乱導光体2の内部において透光性の微粒子により散乱され、また反射シート4により乱反射して伝播すること等により、散乱光により出射される。しかしながらこの照明光L1は、出射面に対して伝播方向に傾いて形成された斜面を反射して伝播することにより、矢印Bにより拡大して示すように、主たる出射方向が楔形状の先端方向に傾いて形成される。すなわち導光板からの出射光L1が指向性を有するようになり、これにより光散乱導光体2は、指向出射性を有するようになる。
During this propagation, the illumination light L gradually decreases its incident angle with respect to the exit surface each time it is reflected by the inclined surface, and a component having a critical angle or less with respect to the exit surface is emitted from the exit surface. The illuminating light L1 emitted from the emission surface is scattered by the illuminating light L being scattered by the light-transmitting fine particles inside the light-scattering
プリズムシート5は、この指向性を補正するために配置される。すなわちプリズムシート5は、ポリカーボネート等の透光性のシート材で形成され、光散乱導光体2側面にプリズム面が形成される。このプリズム面は、光散乱導光体2の入射面Tとほぼ平行に延長する断面三角形形状の突起が、入射面T側から楔形状の先端方向に、繰り返されて形成される。これによりプリズムシート5は、この三角形形状の突起の斜面で、出射光L1の主たる出射方向を出射面の正面方向に補正する。なお、プリズムシート5としては、光散乱導光体2側と反対側の面に、光散乱導光体2側の面に形成したプリズム面の溝方向とほぼ直交する溝方向のプリズム面を更に形成した構成の、いわゆる両面プリズムシートを用いる場合もある。これによりこのサイドライト型面光源装置1では、ほぼ均一な板厚により導光板を形成した方式のサイドライト型面光源装置に比して、出射光を正面方向に効率良く出射できるようになされている。
The
なお、このように指向出射性を有する導光板としては、透明部材又は半透明部材により、楔形形状又は楔形形状に近い形状に導光板を形成したもの、あるいは透明部材により平板形状に導光板を形成し、この導光板の出射面及び又は裏面に所定の梨地面、マイクロレンズアレイ或いは散乱膜等を形成したものもある。このような導光板を用いたサイドライト型面光源装置においても、上記したプリズムシート5を用いることにより出射光を正面方向に出射できるようになされている。
In addition, as the light guide plate having directivity as described above, a light guide plate formed into a wedge shape or a shape close to a wedge shape by a transparent member or a translucent member, or a light guide plate formed into a flat plate shape by a transparent member is used. In some cases, a predetermined matte surface, a microlens array, a scattering film, or the like is formed on the light emitting surface and / or the rear surface of the light guide plate. Also in the side light type surface light source device using such a light guide plate, emitted light can be emitted in the front direction by using the above-described
ところで蛍光ランプ7は、両端に電極7a及び7bが形成され、またこれら電極7a及び7bの近傍においては、管内に蛍光体が塗布されていない領域が形成される。従って蛍光ランプ7においては、両端近傍に照明光を出射しない領域が形成され、照明光を発光する領域(以下有効発光領域と呼ぶ)が全体の長さに比して短い欠点がある。
By the way, the
このためこの種のサイドライト型面光源装置においては、長さの短い蛍光ランプ7を使用することができない問題があった。すなわち蛍光ランプの有効発光領域より導光板の長さが長くなると、導光板の入射面側両端の輝度が低下し、蛍光ランプの長手方向に輝度ムラが発生するようになる。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、有効発光領域より導光板の長さを長くしても輝度ムラを有効に回避することができるサイドライト型面光源装置を提案しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and aims to propose a sidelight type surface light source device that can effectively avoid luminance unevenness even if the length of the light guide plate is made longer than the effective light emitting area. Things.
かかる課題を解決するため請求項1の発明においては、入射面より遠ざかるに従って厚さが薄くなるように形成された板状部材の入射面より照明光を入射し、前記板状部材で偏向して出射面より出射するサイドライト型面光源装置に適用して、前記板状部材は、前記入射面が長方形形状に形成され、板厚が、局所的に薄く形成されてなるようにする。 In order to solve such a problem, in the invention of claim 1, illumination light is incident from an incident surface of a plate-shaped member formed so as to become thinner as the distance from the incident surface increases, and the illumination light is deflected by the plate-shaped member. When applied to a side light type surface light source device that emits light from an emission surface, the plate-shaped member is formed such that the incidence surface is formed in a rectangular shape and the plate thickness is locally reduced.
また請求項2の発明においては、請求項1の構成において、前記板厚は、前記光源の有効発光領域の中心を通り、前記入射面に直交する仮想線に対して、非対称に設定されてなるようにする。
Further, in the invention of
また請求項3の発明においては、棒状の光源より出射された照明光を板状部材の入射面から入射し、前記板状部材の出射面より出射するサイドライト型面光源装置に適用して、前記出射面又は前記出射面に対向する反射面の、前記入射面側に、選択的に、光拡散部材を配置する。
Further, in the invention of
また請求項4の発明においては、請求項3の構成において、前記光拡散部材は、前記光源の端部に対応して配置され、前記光源の端部側より中心側に向かって、光拡散の程度が低下するように形成されてなるようにする。
Further, in the invention according to claim 4, in the configuration according to
また請求項5の発明においては、請求項3又は請求項4の構成において、前記光拡散部材は、前記光源の両端部に対応して配置され、前記両端部の光拡散部材は、光拡散の程度が異なるように形成されてなるようにする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the third or fourth aspect, the light diffusing members are arranged corresponding to both ends of the light source, and the light diffusing members at both ends are light diffusing members. It is formed so as to have different degrees.
請求項1の構成において、入射面より遠ざかるに従って厚さが薄くなるように形成された板状部材においては、入射面より入射した照明光が、出射面とこの出射面と対向する面との間で反射を繰り返しながら伝播する。このとき照明光は、反射を繰り返す毎に、出射面に対する入射角が徐々に低下して伝播し、うち入射角が臨界角以下になった成分が出射面より出射される。これにより請求項1の構成により板厚を局所的に薄くすると、反射による入射角の変化が大きくなり、また反射回数が増大することにより、一定距離を伝播する際の、出射面より出射される光量が増大する。従って入射面側にこのような領域を形成して、両端の輝度を向上でき、長さの短い光源を用いた場合でも、光源長手方向の輝度ムラを有効に回避することができる。 In the configuration according to claim 1, in the plate-like member formed so that the thickness becomes thinner as the distance from the incident surface increases, the illumination light incident from the incident surface is between the exit surface and the surface facing the exit surface. Propagation while repeating reflection at. At this time, each time the illumination light is repeatedly reflected, the incident angle with respect to the exit surface gradually decreases and propagates, and the component whose incident angle is equal to or smaller than the critical angle is emitted from the exit surface. Accordingly, when the plate thickness is locally reduced by the configuration of claim 1, the change in the incident angle due to reflection increases, and the number of reflections increases, so that the light is emitted from the emission surface when propagating over a certain distance. The amount of light increases. Therefore, by forming such a region on the incident surface side, the luminance at both ends can be improved, and even when a light source having a short length is used, luminance unevenness in the longitudinal direction of the light source can be effectively avoided.
また請求項2の構成により、請求項1の構成において、前記板厚は、前記光源の有効発光領域の中心を通り、前記入射面に直交する仮想線に対して、非対称に設定されてなるようにすれば、その分輝度を向上する程度を相違させることができ、光源の端部により異なる光量の相違を補うことができる。
According to the configuration of
また請求項3の構成により、出射面又は反射面に選択的に光拡散部材を配置すると、この光拡散部材により照明光が散乱され、この光拡散部材を配置した近傍において、出射面に対する照明光の入射角分布を変化させることができる。すなわち臨界角以上の成分を臨界角以下の成分を含むように、照明光の入射角を補正でき、近傍の輝度を向上することができる。従ってこれによっても、光源長手方向の輝度ムラを有効に回避することができる。 According to the third aspect of the present invention, when the light diffusing member is selectively disposed on the exit surface or the reflecting surface, the illumination light is scattered by the light diffusing member, and the illumination light on the exit surface is provided in the vicinity where the light diffusing member is disposed. Can be changed. That is, the incident angle of the illumination light can be corrected so that the components above the critical angle are included below the critical angle, and the brightness in the vicinity can be improved. Therefore, this can also effectively avoid luminance unevenness in the longitudinal direction of the light source.
また請求項4の構成により、請求項3の構成において、前記光拡散部材は、前記光源の端部に対応して配置され、前記光源の端部側より中心側に向かって、光拡散の程度が低下するように形成されてなるようにすれば、光源の端部側で低下する出射光量を増大させて輝度ムラを有効に回避することができる。
According to the configuration of claim 4, in the configuration of
また請求項5の構成により、請求項3又は請求項4の構成において、前記光拡散部材は、前記光源の両端部に対応して配置され、前記両端部の光拡散部材は、光拡散の程度が異なるように形成されてなるようにすれば、光源の両端部側で低下する出射光量を異なるように増大させて輝度ムラを有効に回避することができる。
According to the configuration of
本発明によれば、有効発光領域より導光板の長さを長くしても輝度ムラを有効に回避することができる。 According to the present invention, luminance unevenness can be effectively avoided even if the length of the light guide plate is made longer than the effective light emitting region.
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
図1は、本発明の実施例1に係るサイドライト型面光源装置の、光源側を拡大して示す平面図である。なおこの図1において、反射シート4等の部材は省略して示し、また図15及び図16について上述したサイドライト型面光源装置と同一構成は、同一の符号を付して示し、重複した説明は省略する。 FIG. 1 is an enlarged plan view showing a light source side of a sidelight type surface light source device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, members such as the reflection sheet 4 are omitted, and the same components as those of the sidelight type surface light source device described above with reference to FIGS. Is omitted.
このサイドライト型面光源装置10において、棒状の光源でなる蛍光ランプ11は、両端の電極11a及び11bまで含めた長さが、導光板でなる光散乱導光体2の入射面の長さより短い、光散乱導光体2に比して極端に長さの短いものが適用されるようになされている。
In the sidelight type surface
このサイドライト型面光源装置10においては、光散乱導光体2の入射面と蛍光ランプ11との間に、照明光導入部12が配置され、この照明光導入部12、蛍光ランプ11及びリフレクター8により一次光源を形成するようになされている。ここで照明光導入部12は、蛍光ランプ11の照明光を、蛍光ランプ11の両端部側に広げて光散乱導光体2の入射面に導くようになされている。
In the sidelight type surface
具体的に、この実施例1において、照明光導入部12は、台形プリズム12aと、平行四辺形プリズム12b及び12cとにより形成され、この台形プリズム12aは、蛍光ランプ11側が上底側面に、蛍光ランプ11の両端側が斜面側になるように、入射面のほぼ中央に配置される。これに対して平行四辺形プリズム12b及び12cは、台形プリズム12aの斜面に、この斜面と平行四辺形プリズム12b及び12cの斜面とが微小間隔だけ離間するように、入射面の端部側に配置される。
Specifically, in the first embodiment, the illumination light introducing unit 12 is formed by a
また台形プリズム12aは、光散乱導光体2と同様に、例えばポリメチルメタクリレート(PMMA)からなるマトリックス中に、これと屈折率の異なる透光性の微粒子が一様に混入分散されて形成される。これに対して平行四辺形プリズム12b及び12cは、例えばポリカーボネート等の透明部材により形成され、底面と斜面の成す角度が、台形プリズム12aの斜面と下底の成す角度と等しい、所定角度に選定されるようになされている。
Similarly to the
ここでこの角度は、平行四辺形プリズム12b及び12cにおいて、上面より垂直に入射した光が斜面において全反射するに充分な角度であり、これにより平行四辺形プリズム12b及び12cは、照明光L2を上面より入射し、対向する斜面で順次反射して出射する。すなわち平行四辺形プリズム12b及び12cは、上面より入射した照明光のL2の光路を折り曲げて光散乱導光体2の両端部に振り分けるようになされている。
Here, this angle is an angle that is sufficient for the
これに対して台形プリズム12aは、内部の微粒子により照明光L3を散乱し、照明光L2を両側に振り分けて発生する平行四辺形プリズム12b及び12cの斜面の影の部分について、入射した照明光L3を振り分けて出射するようになされている。
On the other hand, the
さらに図2に示すように、台形プリズム12a、平行四辺形プリズム12a及び12cは、光散乱導光体2の出射面及び斜面と段差が発生しないように厚さが選定され、またこれら出射面及び斜面に対して角度が急変しないように、出射面及び斜面に対応する面が形成されるようになされている。これにより台形プリズム12a、平行四辺形プリズム12a及び12cは、リフレクター8を介して1次光源を光散乱導光体2に保持した際に、リフレクター8との間に空間が形成されないようにし、この種の空間が形成されることによる出射光の輝度ムラを有効に回避するようになされている。
Further, as shown in FIG. 2, the
かくしてこの実施例1において、平行四辺形プリズム12a及び12cは、光源の端部より出射された照明光の光路を折り曲げて、光散乱導光体の端部に振り分ける第1の光学ブロックを構成し、台形プリズム12aは、光源より出射された照明光を第1の光学ブロック側に拡散させる第2の光学ブロックを構成する。
Thus, in the first embodiment, the
以上の構成において、蛍光ランプ11の有効発光領域より出射された照明光は、直接に、又はリフレクター8で反射した後、照明光導入部12を介して光散乱導光体2の入射面に入射する。このときこの照明光は、照明光導入部12において、入射面の両端部側に広げられて光散乱導光体2の入射面に導かれる。
In the above configuration, the illumination light emitted from the effective light emitting region of the
具体的に、この照明光のうち、有効発光領域ARの端部より出射された照明光L2は、主に、照明光導入部12を構成する平行四辺形プリズム12a及び12cの上面より入射し、この平行四辺形プリズム12a及び12cにより光散乱導光体2の両端に振り分けられて出射される。これにより光散乱導光体2の長さが、蛍光ランプ11の有効発光領域より長い場合でも、光散乱導光体2の端部には充分な照明光L2が入射し、出射面における対応領域の輝度が増大する。
Specifically, of the illumination light, the illumination light L2 emitted from the end of the effective light emitting area AR mainly enters from the upper surfaces of the
これに対して有効発光領域ARの中央部近傍より出射された照明光L3は、主に、照明光導入部12を構成する台形プリズム12aの上底側面より入射し、この台形プリズム12a内で散乱されて、光散乱導光体2の入射面に入射する。これにより光散乱導光体2においては、照明光L2を両側に振り分けて発生する平行四辺形プリズム12b及び12cの斜面の影の部分についても、充分な照明光L3を入射することができ、これらのことから出射光の輝度ムラが有効に回避される。
On the other hand, the illumination light L3 emitted from the vicinity of the center of the effective light emitting area AR mainly enters from the upper bottom side surface of the
以上の構成によれば、光散乱導光体2の入射面と蛍光ランプ11との間に照明光導入部12を配置し、この照明光導入部12により蛍光ランプ11の照明光を蛍光ランプ11の両端側に広げて光散乱導光体2の入射面に導くことにより、光散乱導光体2に比して蛍光ランプ11の有効発光領域ARが短い場合でも、蛍光ランプ11の長手方向の輝度ムラを有効に回避することができる。従ってその分サイドライト型面光源装置10全体の形状を小型化することができる。
According to the above configuration, the illumination light introducing unit 12 is arranged between the incident surface of the
また台形プリズム12aと、この台形プリズム12aの斜面に配置した平行四辺形プリズム12b及び12cとによりこの照明光導入部12を形成したことにより、有効発光領域ARの端部より出射された照明光L2を、平行四辺形プリズム12a及び12c光散乱導光体2の両端に振り分け、また有効発光領域ARの中央部近傍より出射された照明光L3を、台形プリズム12a内で散乱して平行四辺形プリズム12b及び12cの斜面の影の部分に振り分けることができ、これにより極端に蛍光ランプ11の長さが短い場合でも、蛍光ランプ11の長手方向の輝度ムラを有効に回避することができる。
Further, since the illumination light introducing portion 12 is formed by the
図3は、実施例2に係るサイドライト型面光源装置を示す平面図である。このサイドライト型面光源装置20において、蛍光ランプ21は、両端の電極21a及び21bまで含めた長さが光散乱導光体22とほぼ等しい、有効発光領域ARの長さが光散乱導光体2に比して短いものが適用されるようになされている。
FIG. 3 is a plan view illustrating the sidelight-type surface light source device according to the second embodiment. In this side light type surface light source device 20, the
これに対して光散乱導光体22は、入射面側が蛍光ランプ21側に張出すように形成され、さらに入射面の両端が、蛍光ランプ21の内側に向かって斜めに延長するようになされている。これによりこの実施例2では、この斜めに延長した延長部22a及び22bと、蛍光ランプ21側に拡大した入射面側領域22cとにより、照明光導入部23を構成する。
On the other hand, the light-scattering
ここでこの延長部22a及び22bは、上述した実施例1における平行四辺形プリズムと、ほぼ同一形状に形成され、これにより有効発光領域ARの端部より出射された照明光L2を拡散させながら光散乱導光体22の両端に振り分けるようになされている。
Here, the
これに対して蛍光ランプ21側に拡大した入射面側領域22cは、入射面がマット面処理によりマット面(シボ面)に形成され、このマット面及び内部の微粒子により有効発光領域ARの中央近傍より出射された照明光L3を散乱し、これらの照明光L3を、本来の入射面位置における延長部22a及び22bの影の部分に振り分けるようになされている。
On the other hand, in the incident surface side region 22c enlarged toward the
この実施例2によれば、光源の端部に対応する光散乱導光体22の両端を、有効発光領域側に斜めに延長して照明光導入部23を構成しても、実施例1と同程度ではないものの、同様の効果を得ることができる。また光散乱導光体22と照明光導入部23とを一体に形成できることにより、その分全体構成を簡略化することができる。
According to the second embodiment, both ends of the light-scattering
図4は、実施例3に係るサイドライト型面光源装置を示す平面図である。このサイドライト型面光源装置30においても、蛍光ランプ21は、両端の電極21a及び21bまで含めた長さが光散乱導光体32とほぼ等しい、有効発光領域ARの長さが光散乱導光体32に比して短いものが適用されるようになされている。
FIG. 4 is a plan view illustrating the sidelight-type surface light source device according to the third embodiment. Also in this side light type surface light source device 30, the
これに対して光散乱導光体32は、入射面側が蛍光ランプ21側に張出して延長部32aが形成され、この延長部32aに放射状にスリット33が形成されるようになされている。すなわち延長部22aは、中央より両端に向かって、一定のピッチでスリットが形成され、このスリット33が中央より遠ざかるに従って、この延長部32aの入射面に対してそれぞれ両端側に傾き、かつ楔形先端に向かって深く形成されるようになされている。また延長部22aは、中央より遠ざかるに従って変化するスリットの傾きに対応して、両端に斜面が形成されるようになされている。
On the other hand, the light-scattering
これによりこの実施例では、これらのスリット33により、光散乱導光体32の入射面に多数の台形プリズムを形成するようになされている。さらにこれらスリット33の傾き、深さを徐々に変化させ、台形プリズムの形状及び大きさが有効発光領域の中央より端部に向かって徐々に変化するようにし、これにより蛍光ランプ21より入射した照明光を、端部側程、大きく端部側に折り曲げるようになされている。
Thus, in this embodiment, a large number of trapezoidal prisms are formed on the incident surface of the
すなわち延長部32aは、スリット33の端部側面により、照明光を外側に反射し、スリット33の中央側面により、端部側面で反射した照明光を元の方向に反射する。また併せて延長部32aは、内部の微粒子により照明光を散乱する。これによりこの延長部32aは、入射面より入射した照明光を、光散乱導光体32の両端側に向かって広げ、光散乱導光体32の本来の入射面に導くように動作する。
That is, the
これによりこの実施例では、スリット33を形成した延長部32aにより照明光導入部34を構成する。
Thereby, in this embodiment, the illumination light introducing section 34 is constituted by the
図4の構成によれば、光散乱導光体32の入射面側を蛍光ランプ21側に延長すると共に、この延長部32aに放射状にスリット33を形成し、この延長部32aにより照明光導入部34を構成しても、実施例1と同程度ではないものの、同様の効果を得ることができる。また光散乱導光体32と照明光導入部34とを一体に形成できることにより、その分全体構成を簡略化することができる。
According to the configuration of FIG. 4, the incident surface side of the light-scattering
図5は、実施例4に係るサイドライト型面光源装置に適用する光散乱導光体を示す斜視図である。この光散乱導光体42は、両端の電極まで含めた長さが光散乱導光体の長さとほぼ等しい蛍光ランプと組み合わされて、サイドライト型面光源装置に適用される。 FIG. 5 is a perspective view illustrating a light-scattering light guide applied to the sidelight-type surface light source device according to the fourth embodiment. The light scattering light guide 42 is applied to a side light type surface light source device in combination with a fluorescent lamp having a length including the electrodes at both ends substantially equal to the length of the light scattering light guide.
ここでこの光散乱導光体42は、楔形先端からの入射面側に向かう断面を、順次B−B断面、C−C断面、D−D断面により取って図6〜図8に示すように、入射面42aが長方形形状に保持されたまま、この入射面42a近傍の端部側で、斜面側が滑らかに蛇行するように形成され、これによりこの入射面42a近傍の両端で、板厚が、局所的に薄くなるようになされている。
Here, as shown in FIGS. 6 to 8, the light-scattering light-guiding member 42 sequentially takes a cross section from the wedge-shaped tip toward the incident surface side by a BB cross section, a CC cross section, and a DD cross section. While the
すなわち光散乱導光体を用いたサイドライト形面光源装置では、端面より入射した照明光が、出射面と斜面との間で反射を繰り返しながら伝播する。このときこの照明光は、反射を繰り返す毎に、出射面に対する入射角が徐々に低下し、うち入射角が臨界角以下になった成分が出射面より出射される。従って板厚を局所的に薄く形成した領域においては、斜面の傾きが局所的に変化することにより、また板厚の低下に伴い一定距離を伝播する際の反射回数が増大することにより、入射角の変化が大きくなり、これにより出射面より出射される照明光の光量が増大する。 That is, in the sidelight type surface light source device using the light scattering light guide, the illumination light incident from the end surface propagates while being repeatedly reflected between the emission surface and the inclined surface. At this time, every time the illumination light is repeatedly reflected, the incident angle with respect to the emission surface gradually decreases, and a component of which the incident angle becomes equal to or smaller than the critical angle is emitted from the emission surface. Therefore, in a region where the plate thickness is locally reduced, the angle of incidence is increased by locally changing the slope of the slope and by increasing the number of reflections when propagating over a certain distance as the plate thickness decreases. Changes, thereby increasing the amount of illumination light emitted from the emission surface.
これにより光散乱導光体42においては、入射面42a近傍の端部側で、板厚が、局所的に薄くなるよう形成した領域より出射光量を増大し、両端の輝度を向上するようになされている。さらにこのように局所的に出射光量を増大することにより不足する楔形先端、両端側の照明光については、内部の微粒子による散乱光によって補い、これにより輝度ムラを有効に回避する。
As a result, in the light scattering / guiding member 42, the amount of emitted light is increased at the end portion near the
また入射面を長方形形状に保持したまま、入射面42a近傍の両端で、板厚を、局所的に薄くしたことにより、入射面より入射する照明光については、従来通り効率良く入射する。さらに斜面が滑らかに蛇行するように形成することにより、板厚を局所的に薄く形成したことによる急激な斜面の変化等が出射面より観察されないようにし、これによっても輝度ムラを有効に回避する。
In addition, while the incident surface is maintained in a rectangular shape, the plate thickness is locally reduced at both ends near the
図5に示す構成によれば、入射面42aを長方形形状に保持したまま、この入射面42a近傍の端部で、斜面を滑らかに蛇行させて、光散乱導光体42の板厚を局所的に薄くしても、上述の実施例と同様の効果を得ることができる。
According to the configuration shown in FIG. 5, while the
図9は、実施例5に係るサイドライト型面光源装置を示す斜視図である。なおこの実施例に係る他の構成は、図15について上述した従来構成と同一でなることにより、図9においては他の部材は記載を省略して説明する。 FIG. 9 is a perspective view illustrating a sidelight-type surface light source device according to a fifth embodiment. Since the other configuration according to this embodiment is the same as the conventional configuration described above with reference to FIG. 15, the description of the other members will be omitted in FIG.
この実施例において、光散乱導光体52は、入射面側が蛍光ランプ21側に張出すように形成され、さらに入射面側の端部が蛍光ランプ21に向かって延長するように張出して形成されている。これによりこの実施例では、両端の延長した延長部52a及び52bと、蛍光ランプ21側に拡大した入射面側領域52cとにより、照明光導入部53を構成する。
In this embodiment, the light-scattering light guide 52 is formed so that the incident surface side protrudes toward the
ここで延長部52a及び52bの外側側面においては、光散乱導光体52の側面より延長するように形成される。これに対して延長部52a及び52bの内側側面においては、緩やかな曲面を描いて入射面側領域52cに接続され、これにより照明光導入部53は、有効発光領域に対応する領域が緩やかに凹形状に変化するように、光散乱導光体52の入射面側を蛍光ランプ21側に拡大して形成され、この凹形状の入射面より照明光を入射するようになされている。
Here, the outer side surfaces of the extending
すなわち有効発光領域から出射される照明光は、端部側に広がるように出射される成分もあり、このような成分は、蛍光ランプ21の正面に向かって出射される照明光に比して、単位面積当たりの光量が少ない特徴がある。照明光導入部53は、このように端部側に広がるように出射される成分を凹形状の入射面により内側に屈曲して集光し、本来の入射面位置における光散乱導光体52の端部に振り分け、これにより輝度ムラを有効に回避するようになされている。
That is, the illumination light emitted from the effective light emitting region includes a component emitted so as to spread to the end side, and such a component is compared with the illumination light emitted toward the front of the
図9に示す構成によれば、有効発光領域に対応する部分が緩やかに凹形状に変化するように、光散乱導光体52の入射面側を蛍光ランプ側に拡大しても、上述の実施例と同等の効果を得ることができる。 According to the configuration shown in FIG. 9, even if the incident surface side of the light-scattering light guide 52 is enlarged to the fluorescent lamp side so that the portion corresponding to the effective light-emitting area gradually changes to a concave shape, The same effect as the example can be obtained.
図10は、実施例6に係るサイドライト型面光源装置を示す斜視図である。なおこの実施例に係る他の構成は、図15について上述した従来構成と同一でなることにより、図10において、他の部材は記載を省略して説明する。 FIG. 10 is a perspective view illustrating a sidelight-type surface light source device according to a sixth embodiment. Since the other configuration according to this embodiment is the same as the conventional configuration described above with reference to FIG. 15, the description of the other components in FIG. 10 will be omitted.
この実施例において、光散乱導光体2は、その光出射面の入射面側、両端部に、それぞれ光拡散部材でなる拡散子61が貼り付けられるようになされている。ここで拡散子61は、図11に示すように、白色PETフィルムを直角三角形形状に加工して形成され、直角の部分が光散乱導光体2のコーナーに一致するように、所定の接着剤により光散乱導光体2に貼り付けられるようになされている。
In this embodiment, the light scattering / guiding
ここでこの接着剤は、光散乱導光体2に対して、屈折率が極めて近い値で、かつ光学ガラスの接着に使用される透過率の大きな接着剤でなる。これにより光散乱導光体2は、入射面側両端部において、照明光を散乱するようになされている。
Here, this adhesive is an adhesive having a refractive index extremely close to that of the light-scattering
すなわち有効発光領域ARから出射される照明光においては、端部側に広がるように出射される成分もある。ところが、蛍光ランプ11の有効発行領域ARが入射面にほぼ平行な細長い形状でなることにより、このように端部側に広がるように出射される照明光は、まず、その光量自体が少ないことに加えて入射角が大きい成分が多い。これにより従来の光散乱導光体2において、入射面より端部に到来する照明光は、入射面近傍からの出射が極めて少なく、楔形先端に向かって伝播するに従って徐々に出射されることになる。
That is, in the illumination light emitted from the effective light emitting area AR, there is a component emitted so as to spread toward the end. However, since the effective issuance area AR of the
すなわち従来の光散乱導光体2においては、入射面側端部に、照明光が分布はしているものの、これらの照明光は、出射面に対して入射角が大きく、端部側からは殆ど出射されないようになされていた。これによりこの実施例のように、端部に拡散子61を配置して端部側照明光を散乱すれば、これらの照明光の出射面に対する入射角を、広い角度分布に変換することができ、入射面近傍からの出射光量を増大することができる。
That is, in the conventional light-scattering
ところがこの拡散する照明光光量を余りに増大すると、端部側の輝度レベルが極端に増大し、その分却って輝度ムラが発生するようになる。これによりこの実施例では、拡散子61の形状を直角三角形形状に設定し、両端側程、拡散の程度を増大させる。
However, if the amount of the diffused illumination light is excessively increased, the luminance level at the end portion is extremely increased, and the luminance unevenness occurs instead. Thus, in this embodiment, the shape of the
すなわち拡散子61は、出射光の光量を増大させる領域に対応して、入射面側の長さWがほぼ蛍光ランプ11の電極11a及び11bと等しい長さに選定される。また増大させる光量に応じて、端部側の高さHが選定され、さらに増大させる光量分布に応じて、底辺と高さを結ぶ辺の形状が選定される。因みに、この実施例に比して、端部側でより大きな光量増大を必要とする場合、高さHを大きくし、かつ斜辺を双曲線又は円弧形状に変更して所望の輝度分布を確保することができる。
That is, the
図10に示す構成によれば、光源の端部に対応して、光散乱導光体2の入射面側に選択的に拡散子61を貼り付け、この拡散子61により照明光を散乱することにより、簡易な構成で、光源の有効発光領域より導光板の長さを長くしても輝度ムラを有効に回避することができる。
According to the configuration shown in FIG. 10, the
ところで上述した実施例1〜6により端部の輝度ムラが低減されると、サイドライト形面光源装置においては、入射面側両端部において、輝度の相違が知覚されるようになる。 By the way, when the luminance unevenness at the end is reduced by the above-described embodiments 1 to 6, in the sidelight type surface light source device, a difference in luminance is perceived at both ends on the incident surface side.
すなわち図12に示すように、この種のサイドライト形面光源装置に適用される蛍光ランプ11においては、駆動回路62より出力される駆動電源が、昇圧トランスTにより昇圧された後、コンデンサCを介して供給される。このとき蛍光ランプ11は、一方の電極11bが接地され、これにより不要輻射の低減等が図られるようになされている。
That is, as shown in FIG. 12, in the
蛍光ランプ11は、このようにして接地側電極11bがコールド側Lに、コンデンサ側電極11aがホット側Hに設定され、コールド側L端より射出される照明光の光量が、ホット側H端より射出される照明光の光量より小さくなる欠点がある。これによりサイドライト形面光源装置においては、端部の輝度ムラが低減されると、このコールド側L及びホット側Hの光量の相違が、端部における輝度の相違として知覚されるようになる。
In this manner, the
このためこの実施例では、図13に示すように、出射面、両端部に配置する拡散子66a及び66bの形状を異なる形状に設定し、これにより輝度ムラを有効に回避し、併せて端部における輝度の相違を防止する。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 13, the shape of the exit surface and the
すなわち拡散子66a及び66bは、直角三角形形状の先端を切り取った形状に形成され、等しい高さHに設定される。またホット側の拡散子66aは、コールド側の拡散子66bより、先端が大きく切り取られ、その分長さW2がコールドの拡散子66bの長さW1より短くなるように設定されている。これによりコールド側の拡散子66bは、ホット側の拡散子66aより拡散の程度が増大するように形成され、その分出射光の光量を増大して、ホット側に対する輝度の低下を補うようになされている。
That is, the
図13に示す構成によれば、光源の端部に対応する光散乱導光体2の端部に、異なる形状により拡散の程度の異なる拡散子66a及び66bを貼り付け、この拡散子66a及び66bにより照明光を散乱することにより、実施例6の効果に加えて、端部における輝度の相違を防止することができる。
According to the configuration shown in FIG. 13,
図14は、実施例8に係るサイドライト型面光源装置を示す斜視図である。この実施例において、サイドライト型面光源装置70は、大型の光拡散乱導光体72に対して、2本の蛍光ランプ11により照明光を供給する。この場合にサイドライト型面光源装置70は、入射面に2本の蛍光ランプ11を直線的に並べて配置する。さらにこのように蛍光ランプ11を配置した際の、電極11a及び11bに対応する光散乱導光体72の出射面に、拡散子71a、71b及び71cを配置し、これにより輝度ムラを有効に回避し、さらには端部における輝度の相違を防止する。
FIG. 14 is a perspective view of the sidelight type surface light source device according to the eighth embodiment. In this embodiment, the sidelight-type surface light source device 70 supplies illumination light to the large light diffusion / stray light guide 72 using two
図14に示す構成によれば、光源の端部に対応して光散乱導光体2に拡散子71a、71b、71cを貼り付けることにより、大型のサイドライト型面光源装置70において、光源の実質的な有効発光領域より導光板の長さが長い場合でも、輝度ムラを有効に回避することができる。
According to the configuration shown in FIG. 14, the
なお上述の実施例6、7、8においては、白色PETフィルムを光学用の接着剤により貼り付けて拡散子を配置する場合について述べたが、請求項3に係る本発明はこれに限らず、種々の拡散シート等を光学用の接着剤により貼り付ける場合、正反射部材でなる銀シート等を光散乱性を有する両面テープ等により貼り付ける場合、白インク等を付着する場合、局所的に粗面化処理した後、反射部材を配置する場合等、種々の光拡散部材を配置して、同様の効果を得ることができる。
In the above-described Examples 6, 7, and 8, a case has been described in which a diffuser is arranged by attaching a white PET film with an optical adhesive, but the present invention according to
さらに上述の実施例6、7、8においては、拡散子を出射面側に配置する場合について述べたが、請求項3に係る本発明はこれに限らず、これに代えて、又はこれに加えて斜面側に配置してもよい。
Furthermore, in
また上述の実施例においては、マット面処理により、適宜、照明光導入部の入射面を粗面化する場合について述べたが、粗面化の手法はこれに限らず、サンドペーパーによるブラスト処理、化学エッチング処理により粗面に形成する場合等、種々の粗面形成手段を広く適用することができる。また粗面化により照明光を拡散する場合に限らず、入射面に白色インク等の光拡散材料を付着させ、あるいは拡散シート等を配置して入射面より入射する照明光を拡散させてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the incident surface of the illumination light introducing unit is appropriately roughened by the matte surface treatment has been described. However, the method of roughening is not limited thereto, and the blasting process using sandpaper, In the case of forming a rough surface by a chemical etching process, various rough surface forming means can be widely applied. In addition to the case where the illumination light is diffused by roughening, a light diffusion material such as white ink may be attached to the incident surface, or a diffusion sheet or the like may be arranged to diffuse the illumination light incident from the incident surface. .
さらに上述の実施例1〜5においては、照明光導入部を対称形状に形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、照明光導入部を非対称形状に形成してもよく、この場合には、実施例6に対応して実施例7について上述したように、ホット側及びコールド側で相違する輝度を補正することができる。また導光板に対して蛍光ランプをシフトさせて配置した場合にも、これに対応することができる。 Further, in the above-described first to fifth embodiments, the case where the illumination light introducing portion is formed in a symmetric shape has been described. However, the present invention is not limited to this, and the illumination light introducing portion may be formed in an asymmetric shape. In this case, as described above in the seventh embodiment corresponding to the sixth embodiment, different luminances can be corrected on the hot side and the cold side. In addition, it is possible to cope with the case where the fluorescent lamp is arranged shifted from the light guide plate.
さらに上述の実施例1〜3、5においては、照明光導入部を配置して、実施例4においては、板厚を局所的に薄く形成することにより、実施例6〜8においては、拡散子を配置することにより、輝度ムラを低減する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらの手段を組み合わせてもよい。 Further, in the above-described first to third and fifth embodiments, the illumination light introducing portion is arranged, and in the fourth embodiment, the plate thickness is locally reduced, and in the sixth to eighth embodiments, the diffuser is provided. Has been described above to reduce the uneven brightness, but the present invention is not limited to this, and these means may be combined.
また上述の実施例では、一端面より照明光を入射する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、併せて他の端面から照明光を入射する構成のサイドライト型面光源装置にも広く適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the illumination light is incident from one end face is described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to a sidelight type surface light source device configured to receive the illumination light from another end face. Can be widely applied.
さらに上述の実施例では、液晶表示装置の面光源装置に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の照明機器、表示装置等のサイドライト型面光源装置に広く適用することができる。 Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the surface light source device of the liquid crystal display device has been described. Can be widely applied.
本発明は、例えば指向出射性を有する導光板を用いたサイドライト型面光源装置に適用することができる。 The present invention can be applied to, for example, a sidelight type surface light source device using a light guide plate having directional emission.
1、10、20、30、50、60、70……サイドライト型面光源装置、2、22、32、42、52、72……光散乱導光体、4……反射シート、5……プリズムシート、7、11、21……蛍光ランプ、8……リフレクター、12、23、34、53……照明光導入部、12a……台形プリズム、12b、12c……平行四辺形プリズム、61、66a、66b、71a、71b……拡散子
1, 10, 20, 30, 50, 60, 70 side light type surface light source device, 2, 22, 32, 42, 52, 72 light scattering guide 4,
Claims (5)
前記板状部材は、
前記入射面が長方形形状に形成され、
板厚が、局所的に薄く形成された
ことを特徴とするサイドライト型面光源装置。 In a side light type surface light source device, which receives illumination light from an incident surface of a plate-shaped member formed so as to have a smaller thickness as the distance from the incident surface becomes smaller, and is deflected by the plate-shaped member and emitted from an emission surface,
The plate member,
The incident surface is formed in a rectangular shape,
A side light type surface light source device characterized in that the plate thickness is locally reduced.
前記光源の有効発光領域の中心を通り、前記入射面に直交する仮想線に対して、非対称に設定された
ことを特徴とする請求項1に記載のサイドライト型面光源装置。 The plate thickness is
The sidelight type surface light source device according to claim 1, wherein the sidelight type surface light source device is set to be asymmetrical with respect to a virtual line passing through a center of an effective light emitting area of the light source and orthogonal to the incident surface.
前記出射面又は前記出射面に対向する反射面の、前記入射面側に、選択的に、光拡散部材を配置した
ことを特徴とするサイドライト型面光源装置。 In the sidelight type surface light source device, the illumination light emitted from the rod-shaped light source is incident from the incident surface of the plate-shaped member, and is emitted from the emission surface of the plate-shaped member.
A side light type surface light source device, wherein a light diffusing member is selectively disposed on the incident surface side of the exit surface or the reflection surface facing the exit surface.
前記光源の端部に対応して配置され、前記光源の端部側より中心側に向かって、光拡散の程度が低下するように形成された
ことを特徴とする請求項3に記載のサイドライト型面光源装置。 The light diffusion member,
The side light according to claim 3, wherein the side light is arranged corresponding to an end of the light source, and is formed so that a degree of light diffusion decreases from an end of the light source toward a center. Mold surface light source device.
前記光源の両端部に対応して配置され、
前記両端部の光拡散部材は、
光拡散の程度が異なるように形成された
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のサイドライト型面光源装置。
The light diffusion member,
It is arranged corresponding to both ends of the light source,
The light diffusion members at both ends,
The sidelight type surface light source device according to claim 3, wherein the sidelight type surface light source device is formed to have different degrees of light diffusion.
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