JP2009176437A - Light source unit, backlight unit, and display - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source unit, a backlight unit and a display, capable of more easily installing a reflecting plate, and aiming at uniformalization of luminance distribution and improvement of front luminance. <P>SOLUTION: The light source unit is provided with a light guide unit 12 made by arranging a plurality of light guides 8 equipped with a thick part 8c formed in the vicinity of the center part of a light emitting face 8a, a housing concave part 11 formed at the thick part 8c on a rear face, a thin end part 8e located at an end part of the light emitting face 8a, and a slanted rear face 8d slanted so as to be gradually thinned from the thick part 8c toward the thin end part 8e on a rear face, a light source 7 housed in a housing concave part 11 of each light guide 8 in the light guide unit 12, and a platy diffused light reflector 17 arranged in opposition on a rear face of the light guide unit 12. An air layer 31 is formed zoned between the slanted rear face 8d and the diffused light reflector 17. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光源から入射した光を拡散して出射面から均一な照明光を出射する導光体を複数備えた光源ユニット、この光源ユニットを用いて液晶パネル等を背面側から照明するバックライトユニット及びディスプレイ装置に関する。   The present invention relates to a light source unit including a plurality of light guides that diffuse light incident from a light source and emit uniform illumination light from an emission surface, and a backlight that illuminates a liquid crystal panel or the like from the back side using the light source unit. The present invention relates to a unit and a display device.

近年、液晶パネルを使用した液晶表示装置(LCD)がノート型パソコンやパソコン用ディスプレイ、情報端末機器等の画像表示手段、大型画面テレビ等の情報家電の画像表示手段、さらには携帯電話や個人用携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistance)の画像表示手段等として様々な分野で利用されてきている。液晶表示装置に代表されるディスプレイ装置では、提供される情報を認識するのに必要な光源を内蔵しているタイプの普及が著しい。   In recent years, liquid crystal display devices (LCDs) using liquid crystal panels have been used in notebook personal computers, personal computer displays, image display means for information terminal equipment, image display means for information appliances such as large-screen TVs, mobile phones and personal use. 2. Description of the Related Art It has been used in various fields as an image display means of a personal digital assistant (PDA: Personal Digital Assistance). In a display device represented by a liquid crystal display device, a type having a built-in light source necessary for recognizing provided information is remarkably widespread.

このようなディスプレイ装置においては、その薄型化の要求が年々高まっているが、薄型化を図った従来のディスプレイ装置としては、例えば特許文献1から5に記載されているように、液晶パネルの背面側に光源を配設し、この光源からの光を導光体を介して面発光に変換して液晶パネルを照射する面光源装置としていわゆるバックライトユニットを備えたものがある。   In such a display device, the demand for thinning has been increasing year by year, but as a conventional display device that has been thinned, for example, as described in Patent Documents 1 to 5, the back surface of a liquid crystal panel is used. Some surface light source devices that include a light source on the side, convert light from the light source into surface light emission via a light guide, and irradiate a liquid crystal panel include a so-called backlight unit.

これらのバックライトユニットは、例えば光源と画像表示部との間に配された導光体の上に、導光体の出射面から出射された面状の光の輝度分布を調整する透過率調整体ユニット、透過率調整体ユニットを通過した光を拡散させる拡散フィルム、この拡散光を特定方向(例えば画像表示部に対する法線方向)に向けるように集光する複数のプリズムシートを積層して構成されている。   These backlight units, for example, on the light guide disposed between the light source and the image display unit, the transmittance adjustment for adjusting the luminance distribution of the planar light emitted from the exit surface of the light guide Body unit, a diffusion film that diffuses light that has passed through the transmittance adjusting body unit, and a plurality of prism sheets that condense the diffused light so as to be directed in a specific direction (for example, a normal direction to the image display unit) Has been.

特にこれらの導光体は、光出射面の略中央部に設けた肉厚部において、光出射面に対向する背面に冷陰極線管からなる棒状光源を配設するための略かまぼこ形に延びる凹部を形成している。そして、導光体の背面では凹部を形成した肉厚部から両側の薄肉端部に向けて背面傾斜部を設けて形成されている。そして、特許文献1に記載されたバックライトユニットでは、導光体の光出射面に光源の真上を除いて断面三角形状の溝を形成して照明光の出射を促す光量補正面を形成している。導光体の光出射面側に光拡散板やプリズムシートを配設して、これにより全体の厚さを薄型化すると共に出射光の不自然な輝度ムラを低減できるようにしている。   In particular, these light guides are concave portions extending in a substantially cylindrical shape for disposing a rod-shaped light source composed of a cold cathode ray tube on the back surface facing the light emitting surface in a thick portion provided at the substantially central portion of the light emitting surface. Is forming. And in the back surface of a light guide, it forms by providing a back inclined part toward the thin edge part of both sides from the thick part which formed the recessed part. In the backlight unit described in Patent Document 1, a light quantity correction surface that promotes the emission of illumination light is formed by forming a groove with a triangular cross section on the light emitting surface of the light guide except for the portion directly above the light source. ing. A light diffusing plate or a prism sheet is disposed on the light exit surface side of the light guide, thereby reducing the overall thickness and reducing unnatural luminance unevenness of the emitted light.

また、特許文献2から5に記載されたバックライトユニット及び液晶表示装置では、導光体の光出射面側に透過率調整体ユニットを設けたり、プリズムシートや拡散シート等を設けて輝度ムラを低減してより均一な面発光による照明光を液晶パネル等の画像表示部に照射するようにしている。   Also, in the backlight units and liquid crystal display devices described in Patent Documents 2 to 5, a luminance adjusting unit is provided by providing a transmittance adjusting unit unit on the light exit surface side of the light guide, or providing a prism sheet, a diffusion sheet, or the like. The illumination light by the more uniform surface light emission is applied to the image display unit such as a liquid crystal panel.

ところで、上述した従来のバックライトユニットや液晶表示装置においては、薄型大画面での輝度ムラを低減できるようにするためには大型のバックライトユニットや画像表示部の大きさに応じて導光体を大型化する必要がある。そのため、上述した従来のバックライトユニットや液晶表示装置では、複数の導光体を縦及び横方向に一体形成した導光体ユニットを形成している。   By the way, in the above-described conventional backlight unit and liquid crystal display device, in order to reduce luminance unevenness on a thin and large screen, a light guide according to the size of the large backlight unit and the image display unit. Need to be enlarged. Therefore, in the conventional backlight unit and liquid crystal display device described above, a light guide unit in which a plurality of light guides are integrally formed in the vertical and horizontal directions is formed.

上記のような構成の導光体ユニット1においては、例えば図20に示すように、各導光体2の背面傾斜部3を覆うようにして反射板4が取り付けられており、さらに光源5が収納された凹部6を塞ぐようにしてリフレクタ7が取り付けられている。これにより、各導光体2から漏洩する光を反射して光の利用効率の向上を図っている。
特開平9−304623号公報 特開2005−234397号公報 特開2006−301518号公報 特開2006−302687号公報 特開2006−318754号公報
In the light guide unit 1 configured as described above, for example, as shown in FIG. 20, the reflection plate 4 is attached so as to cover the back inclined portion 3 of each light guide 2, and the light source 5 further includes A reflector 7 is attached so as to close the recessed portion 6 accommodated therein. Thereby, the light leaking from each light guide 2 is reflected, and the utilization efficiency of light is improved.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-304623 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-23497 JP 2006-301518 A JP 2006-302687 A JP 2006-318754 A

しかしながら、上述した導光体ユニットを備えたバックライトユニットにおいては、導光体ユニットを構成する各導光体の背面傾斜部に反射板を取り付けるのは、それぞれ個別に背面傾斜部の傾斜に沿って貼り付ける作業を行う必要があるため、製造には多くの時間と手間がかかってしまっていた。
また、このように背面傾斜部に直接的に反射板を取り付けた場合には、光の利用効率こそ高くすることができるもの、導光体ユニットの出射面から面発光される光には多少の輝度ムラが生じてしまい、未だ改善の余地があった。さらに、バックライトユニットにおいては正面輝度をより向上させることが望まれている。
However, in the backlight unit including the above-described light guide unit, the reflector is attached to the back inclined portion of each light guide constituting the light guide unit individually along the inclination of the back inclined portion. Manufacturing, it took a lot of time and effort to manufacture.
In addition, when the reflector is directly attached to the back inclined portion in this way, the light utilization efficiency can be increased, and the light emitted from the light exit surface of the light guide unit is somewhat Luminance unevenness occurred and there was still room for improvement. Furthermore, in the backlight unit, it is desired to further improve the front luminance.

この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、反射板をより簡易に設置することができるとともに、輝度分布の均一化及び正面輝度の向上を図ることが可能な光源ユニット、バックライトユニット及びディスプレイ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and a light source unit and a back that can be provided with a simpler reflector, can achieve uniform luminance distribution, and improve front luminance. An object is to provide a light unit and a display device.

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る光源ユニットは、光の出射面と、該出射面の中央部近傍に形成された厚肉部と、前記出射面に対向する背面の前記厚肉部に形成された収容凹部と、前記出射面の端部に位置する薄肉端部と、前記背面において前記厚肉部から前記薄肉端部に向けて次第に肉厚が薄くなるように傾斜した傾斜背面とを備えた導光体を、前記出射面に沿って複数配列されてなる導光体ユニットと、前記導光体ユニットにおける各導光体の収容凹部に収容される光源と、前記導光体ユニットの背面に対向配置される略板状の拡散反射板とを備え、前記傾斜背面と前記拡散反射板との間に空気層が区画形成されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the light source unit according to the present invention includes a light exit surface, a thick portion formed in the vicinity of the central portion of the exit surface, and an accommodation recess formed in the thick portion on the back surface facing the exit surface. And a light guide body including a thin end portion located at an end portion of the emission surface, and an inclined back surface inclined so that the thickness gradually decreases from the thick portion toward the thin end portion on the back surface. Are arranged opposite to the back surface of the light guide unit, a light source housed in a light receiving unit housing recess of each light guide body in the light guide unit, A substantially plate-like diffuse reflector, and an air layer is defined between the inclined back surface and the diffuse reflector.

このような特徴の光源ユニットによれば、導光体ユニットの背面側に拡散反射板を配置するのみで、各導光体の傾斜背面から出射される光を導光体に再入射させることができるため、従来と同様に光の利用効率を高く維持しながら容易に光源ユニットを構成することが可能となる。
また、拡散反射板と導光体の傾斜背面との間に空気層が形成されることにより、該空気層における拡散効果の寄与を受けることができる他、該空気層と導光体との屈折率差を利用して導光体に入射する光を効果的に屈折させて正面方向に立ち上げることが可能となる。
According to the light source unit having such a feature, the light emitted from the inclined rear surface of each light guide can be reincident on the light guide only by disposing the diffuse reflector on the back side of the light guide unit. Therefore, it is possible to easily configure the light source unit while maintaining high light use efficiency as in the conventional case.
In addition, since an air layer is formed between the diffuse reflector and the inclined back surface of the light guide, it can receive the contribution of the diffusion effect in the air layer, and the refraction of the air layer and the light guide. It is possible to effectively refract the light incident on the light guide using the rate difference and start up in the front direction.

本発明に係る光源ユニットにおいては、前記光源は点光源であり、前記導光体は収容凹部の点光源の軸を含み出射面に対して垂直な中心軸に対して点対称であってもよい。  In the light source unit according to the present invention, the light source may be a point light source, and the light guide may be point-symmetric with respect to a central axis that includes the axis of the point light source of the housing recess and is perpendicular to the exit surface. .

点光源の場合、各前記導光体における前記傾斜背面が略円錐面を形成しているものであってもよい。この場合、点光源と傾斜背面との距離が等しくなるため、輝度分布をより均一化することが可能となる。   In the case of a point light source, the inclined back surface of each of the light guides may form a substantially conical surface. In this case, since the distance between the point light source and the inclined back surface becomes equal, the luminance distribution can be made more uniform.

また、本発明に係る光源ユニットは、傾斜背面が略円錐面を形成している場合には、前記傾斜背面と前記拡散反射板とのなす角度θが19°≦θ≦29°、31°≦θ≦39°、56°≦θ≦72°の範囲内に設定されていることを特徴としている。
これにより、略円錐面をなす傾斜背面から漏洩した後に導光体に再入射する光を最適な範囲に絞ることができ、輝度分布及び正面輝度の最適化を図ることが可能となる。
In the light source unit according to the present invention, when the inclined back surface forms a substantially conical surface, the angle θ formed by the inclined back surface and the diffuse reflector is 19 ° ≦ θ ≦ 29 °, 31 ° ≦ It is characterized by being set within the ranges of θ ≦ 39 ° and 56 ° ≦ θ ≦ 72 °.
As a result, the light re-entering the light guide after leaking from the inclined back surface having a substantially conical surface can be narrowed to the optimum range, and the luminance distribution and the front luminance can be optimized.

また、点光源の場合、各前記導光体における前記傾斜背面が略四角錐面を形成しているものであってもよい。この場合には製造が容易であるため、生産性を向上させることができる。   In the case of a point light source, the inclined back surface of each light guide may form a substantially quadrangular pyramid surface. In this case, since the manufacturing is easy, productivity can be improved.

本実施形態に係る光源ユニットにおいては、前記光源は棒状光源であり、前記導光体は収納凹部の棒状光源の軸を含み前記出射面に直交する面に対して対称な形状を有しているものであってもよい。   In the light source unit according to the present embodiment, the light source is a rod-shaped light source, and the light guide has a shape symmetrical to a plane that includes the axis of the rod-shaped light source of the housing recess and is orthogonal to the exit surface. It may be a thing.

また、本実施形態の光源ユニットにおいては、点光源であって傾斜面が略四角錐面の場合及び棒状光源の場合でには、前記傾斜背面と前記拡散反射板とのなす角度θが28°≦θ≦38°、56°≦θ≦73°の範囲内に設定されていることを特徴としている。 これにより、平面上をなす傾斜背面から漏洩した後に導光体に再入射する光を最適な範囲に絞ることができ、輝度分布及び正面輝度の最適化を図ることが可能となる。   In the light source unit of the present embodiment, when the inclined surface is a substantially quadrangular pyramid surface and a rod-shaped light source, which is a point light source, the angle θ formed by the inclined back surface and the diffuse reflector is 28 °. ≦ θ ≦ 38 ° and 56 ° ≦ θ ≦ 73 ° are set. As a result, the light re-entering the light guide after leaking from the inclined back surface on the plane can be narrowed down to the optimum range, and the luminance distribution and the front luminance can be optimized.

また、本発明に係る光源ユニットにおいては、前記導光体ユニットの面方向端部を取り囲むようにして拡散反射板が設けられたものであってもよい。
これにより、導光体ユニットの端部に配設された導光体の薄肉端部から漏洩する光を導光体内に反射することができるため、光の利用効率を向上させることができる。
In the light source unit according to the present invention, a diffuse reflection plate may be provided so as to surround an end portion in the surface direction of the light guide unit.
Thereby, since the light leaking from the thin end part of the light guide body arrange | positioned at the edge part of a light guide unit can be reflected in a light guide body, the utilization efficiency of light can be improved.

また、本発明に係る光源ユニットにおいては、導光体ユニットが一体成形されているものであってもよい。   In the light source unit according to the present invention, the light guide unit may be integrally formed.

本発明に係るバックライトユニットは、上記のいずれかに記載の光源ユニットと、前記導光体ユニットの出射面に対向配置されて、該出射面から出射された光を制御する光学シートとを備えたことを特徴としている。
このようなバックライトユニットによれば、導光体ユニットの背面側に拡散反射板を配置するのみで、各導光体の傾斜背面から出射される光を導光体に再入射させることができるため光の利用効率を高く維持しながら容易に光源ユニットを構成することができるとともに、空気層における拡散効果の寄与を受けることができる他、該空気層と導光体との屈折率差を利用して導光体に入射する光を効果的に屈折させて正面方向に立ち上げて正面輝度を向上させることができる。
A backlight unit according to the present invention includes any one of the light source units described above and an optical sheet that is disposed to face the light exit surface of the light guide unit and controls light emitted from the light exit surface. It is characterized by that.
According to such a backlight unit, the light emitted from the inclined back surface of each light guide can be re-entered into the light guide only by disposing the diffuse reflector on the back side of the light guide unit. Therefore, it is possible to easily configure the light source unit while maintaining high light utilization efficiency, and to receive the contribution of the diffusion effect in the air layer, and to use the difference in refractive index between the air layer and the light guide Then, the light incident on the light guide can be effectively refracted and raised in the front direction to improve the front luminance.

また、本発明に係るバックライトは、前記光源ユニットと前記光拡散板との間に、透光性基材と該透光性基材の入射面側に配設された光反射層とを有していて、該光反射層は光を透過する開口部及び光を反射させる光反射部を備えた光制御シートとを備え、前記導光体の出射面を透過する光の照度または輝度の高い領域では前記光制御シートの開口部の面積を小さくし、照度または輝度の低い領域では前記開口部の面積を大きく設定したことを特徴としている。
これにより、各光源から導光体ユニットの各導光体毎に出射面から出射する光を光制御ユニットによってほぼ均一な照度または輝度として透過させて照度または輝度のバランスのよい光を出射させることができる。
なお、光制御シートを設けずに、拡散板によって導光体からの光を散乱させてプリズムレンズシートやレンチキュラーレンズシートを介してほぼ均一な光を画像表示部に向けて出射させてもよい。
In addition, the backlight according to the present invention includes a translucent base material and a light reflection layer disposed on the incident surface side of the translucent base material between the light source unit and the light diffusion plate. The light reflecting layer includes an opening that transmits light and a light control sheet that includes a light reflecting portion that reflects light, and has high illuminance or luminance of light transmitted through the exit surface of the light guide. In the area, the area of the opening of the light control sheet is reduced, and in the area where the illuminance or luminance is low, the area of the opening is set large.
Thereby, the light emitted from the emission surface of each light guide of the light guide unit from each light source is transmitted as almost uniform illuminance or luminance by the light control unit, and light with a good balance of illuminance or luminance is emitted. Can do.
Instead of providing the light control sheet, the light from the light guide may be scattered by the diffusion plate, and substantially uniform light may be emitted toward the image display unit via the prism lens sheet or the lenticular lens sheet.

また、本発明に係るバックライトユニットにおいては、前記光拡散板の光入射面に、前記導光体の出射面から出射された面状の光の輝度分布を調整する透過率調整パターンが形成されていることを特徴としている。
これによっても上記と同様に、光源の光が各導光体ユニットの連結部の隙間から直接的に漏れた場合であっても、導光体側から光学シートに入射する光の輝度ムラを低減させることができる
In the backlight unit according to the present invention, a transmittance adjustment pattern for adjusting the luminance distribution of the planar light emitted from the exit surface of the light guide is formed on the light incident surface of the light diffusion plate. It is characterized by having.
As in the above, this also reduces the uneven brightness of the light incident on the optical sheet from the light guide side even when the light from the light source leaks directly from the gap between the connecting portions of each light guide unit. be able to

また、本発明に係るディスプレイ装置は、上記のいずれかに記載のバックライトユニットと、前記光学シートの出射面側に配置されて、前記バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う画像表示部とからなることを特徴としている。
このようなディスプレイ装置によれば、前述した光源ユニットやバックライトユニットと同様の効果を奏する。
Further, a display device according to the present invention is an image that is disposed on the light exit surface side of the backlight unit according to any one of the above and the optical sheet, and displays an image using light from the backlight unit as display light. It is characterized by comprising a display unit.
According to such a display device, the same effects as those of the light source unit and the backlight unit described above can be obtained.

本発明に係る光源ユニット、バックライトユニット及びディスプレイ装置によれば、導光体ユニットの背面側に拡散反射板を配置するのみで、各導光体の傾斜背面から出射される光を導光体に再入射させることができるため、簡易に反射機能を有する光源ユニットを構成することが可能となる。
さらに、空気層が形成されたことによって、該空気層における拡散効果の寄与を受けて輝度分布の均一化を測ることができる他、該空気層と導光体との屈折率差を利用して導光体に入射する光を効果的に屈折させて正面方向に立ち上げることで正面輝度を向上させることが可能となる
According to the light source unit, the backlight unit, and the display device according to the present invention, the light emitted from the inclined rear surface of each light guide is guided only by disposing the diffuse reflector on the back side of the light guide unit. Therefore, it is possible to easily construct a light source unit having a reflection function.
Furthermore, by forming an air layer, it is possible to measure the uniformity of the luminance distribution due to the contribution of the diffusion effect in the air layer, and by utilizing the difference in refractive index between the air layer and the light guide. Front brightness can be improved by effectively refracting light incident on the light guide and raising it in the front direction.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
図1から図5は本発明の第一実施形態を示すものであり、図1はディスプレイ装置の要部縦断面図、図3(a)、(b)は点光源を用いた導光体の斜視図、図4は導光体ユニットにおける各導光体の配列を示す模式図、図5は光源ユニットにおける光の進行方向を示す図である。
なお、本実施形態に係る光源ユニット、バックライトユニットについては、それを用いたディスプレイ装置とともに説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1 to 5 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a display device, and FIGS. 3A and 3B are diagrams of a light guide using a point light source. FIG. 4 is a schematic view showing the arrangement of the respective light guides in the light guide unit, and FIG. 5 is a view showing the light traveling direction in the light source unit.
The light source unit and the backlight unit according to this embodiment will be described together with a display device using the light source unit and the backlight unit.

図1において、本実施形態によるディスプレイ装置1は、上方に光を照射するバックライトユニット2の上側に、液晶表示素子(画面表示部)3を設けることで構成される液晶表示装置である。液晶表示素子3は一対の偏光板4、4の間にパネル状の液晶素子5が挟持されて構成されている。液晶表示素子3は、駆動ユニットMに接続されており、この駆動ユニットMによって駆動されるようになっている。   In FIG. 1, the display device 1 according to the present embodiment is a liquid crystal display device configured by providing a liquid crystal display element (screen display unit) 3 above a backlight unit 2 that emits light upward. The liquid crystal display element 3 is configured by sandwiching a panel-like liquid crystal element 5 between a pair of polarizing plates 4 and 4. The liquid crystal display element 3 is connected to the drive unit M and is driven by the drive unit M.

このような配置において、図1の上方向を端に表示画面側、下方向を単に背面側又は光源側と称する場合がある。
なお、ディスプレイ装置1は、液晶表示素子3を備える液晶表示装置であるとしているが、少なくともバックライトユニット2を含んで構成されていれば、投射スクリーン装置、プラズマディスプレイ、ELディスプレイ等でもよく、バックライトユニット2からの光を表示光又は投射光として投射して画像表示を行う画像表示部の種類は問わない。
In such an arrangement, the upper direction in FIG. 1 may be referred to as the display screen side, and the lower direction may be simply referred to as the back side or the light source side.
The display device 1 is a liquid crystal display device including the liquid crystal display element 3, but may be a projection screen device, a plasma display, an EL display, or the like as long as it includes at least the backlight unit 2. The type of the image display unit that displays the image by projecting the light from the light unit 2 as display light or projection light is not limited.

バックライトユニット2における光学系は、図1に示すように、光源7、導光体8が連結されてなり光源7の表示画面側に配設される導光体ユニット12、拡散板9、光学シート10とが順次航路の方向に沿って配設されて構成されている。
また、導光体ユニット12の背面側及び側方に配置される拡散反射板17が設けられており、この拡散反射板17と光源7と導光体ユニット12とで光源ユニット30が構成されている。
As shown in FIG. 1, the optical system in the backlight unit 2 includes a light guide unit 12, a diffuser plate 9, and an optical device that are connected to a light source 7 and a light guide 8 and are arranged on the display screen side of the light source 7. The seats 10 are sequentially arranged along the direction of the channel.
Further, a diffuse reflector 17 disposed on the back side and the side of the light guide unit 12 is provided, and the light source unit 30 is configured by the diffuse reflector 17, the light source 7, and the light guide unit 12. Yes.

光源7は、点光源であり、全方位に向けて発光するように構成されている。このような光源7としては発光ダイオード(LED)が好ましい。発光ダイオードとしては、例えば単色に発光する発光素子を組み合わせて、白色に発光する方式がよく知られている。また、携帯電話等のモバイル機器においては、青色に発光する発光素子に黄色の蛍光体を搭載して擬似白色に発光する方式の白色LEDがある。
なお、点光源である光源7としては、上述したものに限らず、例えばモバイル機器に設けられるもののように、一つの単色発光素子に他の少なくとも1種類以上の蛍光体を搭載したものであってもよい。具体的に、光源7は、例えば図2に示すように、基板7Aに搭載された青色発光素子7Bを、内側に黄色発光蛍光体7Cを形成したLED用レンズ7Dにより覆って構成されてもよい。
また、光源7は、点光源であればLEDに限らず、例えば通常の蛍光ランプ、ハロゲンランプ、半導体レーザー等であってもよい。さらに、点光源は上述のものに限らず、一つの単色LED素子に少なくとも1種類以上の蛍光体で覆ったものであってもよい。
The light source 7 is a point light source and is configured to emit light in all directions. As such a light source 7, a light emitting diode (LED) is preferable. As a light emitting diode, for example, a method of emitting white light by combining light emitting elements that emit light of a single color is well known. In mobile devices such as mobile phones, there is a white LED that emits pseudo white light by mounting a yellow phosphor on a light emitting element that emits blue light.
Note that the light source 7 that is a point light source is not limited to the above-described one, but, for example, is a device in which at least one other phosphor is mounted on one single-color light emitting element, such as that provided in a mobile device. Also good. Specifically, as shown in FIG. 2, for example, the light source 7 may be configured by covering a blue light emitting element 7B mounted on a substrate 7A with an LED lens 7D having a yellow light emitting phosphor 7C formed inside. .
The light source 7 is not limited to an LED as long as it is a point light source, and may be a normal fluorescent lamp, a halogen lamp, a semiconductor laser, or the like. Furthermore, the point light source is not limited to the above-described one, and it may be a single monochromatic LED element covered with at least one kind of phosphor.

導光体8は、図3(a)に示すように、透明性を有する例えば合成樹脂材料によって平面視略正方形または長方形等の矩形状をなす略四角錐台形状に形成されている。そして、導光体8の光が出射する一方の面は光源7から射出する光が出射する出射面8aをなしており、例えば四角形平面状に形成されている。   As shown in FIG. 3A, the light guide 8 is formed in a substantially square frustum shape having a rectangular shape such as a substantially square shape or a rectangular shape in a plan view by using a synthetic resin material having transparency. Then, one surface from which the light of the light guide 8 is emitted forms an emission surface 8a from which the light emitted from the light source 7 is emitted, and is formed in, for example, a rectangular flat shape.

また、導光体8の他方の面即ち傾斜背面8b側の中央部には断面略U字状の凹部11が形成され、この凹部11内に点光源である光源7が収容されることになる。凹部11の深さ寸法や形状は、光源7全体を内部に収容できるように形成されることが好ましく、光源7の寸法や導光体8の光学的特性、機械的強度、経年変化などを考慮して決定することが好ましい。   A concave portion 11 having a substantially U-shaped cross section is formed in the other surface of the light guide 8, that is, the central portion on the inclined rear surface 8 b side, and the light source 7 that is a point light source is accommodated in the concave portion 11. . The depth dimension and shape of the recess 11 are preferably formed so that the entire light source 7 can be accommodated therein, and the dimensions of the light source 7, the optical characteristics of the light guide 8, mechanical strength, aging, etc. are taken into consideration. Is preferably determined.

そのため、導光体8の出射面8aに対向する傾斜背面8bは中央部に収容凹部11を有する肉厚部8cが形成され、肉厚部8cから出射面8aの端部の各辺に向けて傾斜部として傾斜面8dが4面形成されている。そして、出射面8aの各辺に向かう傾斜面8dは次第に出射面8aとの厚みが小さくなり、四辺の端部を例えば平面状の薄肉端部8eとする。   Therefore, the inclined back surface 8b facing the light exit surface 8a of the light guide 8 is formed with a thick portion 8c having an accommodation recess 11 at the center, and from the thick portion 8c toward each side of the end of the light exit surface 8a. Four inclined surfaces 8d are formed as inclined portions. And the inclined surface 8d which goes to each edge | side of the output surface 8a becomes thin gradually with the output surface 8a, and makes the edge part of four sides into the flat thin edge part 8e, for example.

なお、図3(a)に示す本実施形態では導光体8は傾斜背面8dが略四角錐面を形成する略正四角錐台形状としたが、適宜の多角錐台形状や、図3(b)に示すように、傾斜背面8dが略円錐面を液性する円錐台形状としてもよい。   In the present embodiment shown in FIG. 3A, the light guide 8 has a substantially regular quadrangular frustum shape in which the inclined back surface 8d forms a substantially quadrangular pyramid surface, but an appropriate polygonal frustum shape or FIG. ), The inclined back surface 8d may have a frustoconical shape having a substantially conical surface as a liquid.

この導光体8を形成する材料としては、透明性の他に、耐熱性、機械的強度、製造に耐える耐溶剤性などがあれば、用途に応じて種々の材料を使用することができる。具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト(PET),ポリブチレンテレフタレ−ト,ポリエチレンナフタレ−ト,ポリエチレンテレフタレート‐イソフタレート共重合体,テレフタル酸‐シクロヘキサンジメタノール‐エチレングリコール共重合体,ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレンナフタレートの共押し出しフィルムなどのポリエステル系樹脂、ナイロン6,ナイロン66,ナイロン610などのポリアミド系樹脂、ポリエチレン,ポリプロピレン(PP),ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、ポリアクリレート,ポリメタアクリレート,ポリメチルメタアクリレート(PMMA)などのアクリル系樹脂、ポリイミド,ポリアミドイミド,ポリエーテルイミドなどのイミド系樹脂、ポリアリレ−ト,ポリスルホン,ポリエーテルスルホン,ポリフェニレンエ−テル,ポリフェニレンスルフィド(PPS),ポリアラミド,ポリエーテルケトン,ポリエーテルニトリル,ポリエーテルエーテルケトン,ポリエーテルサルファイトなどのエンジニアリング樹脂、ポリカーボネート(PC),ポリスチレン,高衝撃ポリスチレン,アクリロニトリルポリスチレン共重合体,ABS樹脂などのスチレン系樹脂、セロファン,セルローストリアセテート,セルロースダイアセテート,ニトロセルロースなどのセルロース系フィルム、などが挙げられる。
そして、この導光体8は、例えば、加熱した原料樹脂を押出し成形や射出成形によって成形する方法、型中でモノマー、オリゴマー等を重合させて成形する注形重合法等を用いて作製することができる。
As a material for forming the light guide 8, various materials can be used depending on applications as long as the material has heat resistance, mechanical strength, and solvent resistance to withstand manufacturing in addition to transparency. Specifically, for example, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate-isophthalate copolymer, terephthalic acid-cyclohexanedimethanol-ethylene glycol copolymer Polyester resins such as coextruded films of polyethylene terephthalate / polyethylene naphthalate, polyamide resins such as nylon 6, nylon 66 and nylon 610, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene (PP) and polymethylpentene, polyvinyl chloride Vinyl resin such as polyacrylate, polymethacrylate, acrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), polyimide, polyamideimide, polyetherimide, etc. Engineering resins such as imide resins, polyarylate, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide (PPS), polyaramid, polyetherketone, polyethernitrile, polyetheretherketone, polyethersulfite, polycarbonate (PC), polystyrene, high impact polystyrene, acrylonitrile polystyrene copolymer, styrene resin such as ABS resin, cellulose film such as cellophane, cellulose triacetate, cellulose diacetate, and nitrocellulose.
And this light guide 8 is produced using, for example, a method of molding a heated raw material resin by extrusion molding or injection molding, a casting polymerization method of polymerizing and molding monomers, oligomers, etc. in a mold. Can do.

図1に示すように、導光体8は液晶表示素子3、拡散板9、光学シート10とほぼ同一寸法を有するように縦方向及び横方向に複数配列され、図4に示すように、互いにその端面である薄肉端部8e同士が例えば接着剤によって連結固着されている。そのため薄肉端部8eは出射面8aに略垂直な平坦面であることが好ましい。これによって複数の導光体8が一体化された導光体ユニット12を構成する。   As shown in FIG. 1, a plurality of light guides 8 are arranged in the vertical and horizontal directions so as to have substantially the same dimensions as the liquid crystal display element 3, the diffusion plate 9, and the optical sheet 10, and as shown in FIG. The thin end portions 8e, which are the end surfaces, are connected and fixed together by, for example, an adhesive. Therefore, the thin end 8e is preferably a flat surface that is substantially perpendicular to the emission surface 8a. Thus, a light guide unit 12 in which a plurality of light guides 8 are integrated is configured.

ここで、接着剤は好ましくは上述した導光体8の材料と同一材料または同一屈折率の接着剤であることが好ましい。その場合には、導光体8と接着剤との屈折率が同一であるから、導光体8内を透過する光は直線状に接着剤を透過する。また、接着剤は必ずしも導光体8と同一材質でなくてもよく、更に同一屈折率でなくてもよい。   Here, the adhesive is preferably the same material or the same refractive index as the material of the light guide 8 described above. In that case, since the refractive indexes of the light guide 8 and the adhesive are the same, the light transmitted through the light guide 8 passes through the adhesive linearly. Further, the adhesive does not necessarily have to be the same material as that of the light guide 8, and may not have the same refractive index.

この接着剤の材料として、例えばアクリル系、ウレタン系、ゴム系、シリコーン系の接着剤が挙げられる。また導光体8の反りなどの応力に対する耐性を向上させるために、接着剤の中に透明の微粒子、例えば、ビーズ等を混ぜても良い。 Examples of the material for the adhesive include acrylic, urethane, rubber, and silicone adhesives. In order to improve resistance to stress such as warpage of the light guide 8, transparent fine particles such as beads may be mixed in the adhesive.

なお、導光体8、8の薄肉端部8a、8aを固着して連結する場合、接着剤に代えて適宜の粘着剤を用いてもよく、粘着材の材料も上述した接着剤と同一材質の材料を採用でき、透明の微粒子を混ぜてもよいことも同様である。さらに、接着剤や粘着剤の光の吸収は1%以内が好ましい。1%を超えると光学シート10から射出する積算光量が減少し、正面輝度が低下する。或いはオイルを塗布することで互いに密着させてもよい。   When the thin end portions 8a and 8a of the light guides 8 and 8 are fixed and connected, an appropriate pressure-sensitive adhesive may be used instead of the adhesive, and the material of the pressure-sensitive adhesive is the same material as the above-described adhesive. The same material can be used, and transparent fine particles may be mixed. Furthermore, the light absorption of the adhesive or pressure-sensitive adhesive is preferably within 1%. If it exceeds 1%, the integrated light quantity emitted from the optical sheet 10 decreases, and the front luminance decreases. Or you may make it mutually adhere | attach by apply | coating oil.

さらに、導光体8、8の薄肉端部8a,8a同士を連結する場合、接着剤や粘着材等に代えて、溶接器、例えばレーザ溶接器36によって薄肉端部8a,8a同士を溶接するようにしてもよい。この場合、薄肉端部8a、8a間に接着剤等の他の接合部材が介在しないから、光源7からの光の透過性が良好である。
また、導光体8,8の薄肉端部8a,8a同士を、プラズマ溶接トーチを用いてプラズマ等によって溶接してもよい。また、超音波やエキシマレーザ等で溶接することもできる。
Further, when the thin end portions 8a and 8a of the light guides 8 and 8 are connected to each other, the thin end portions 8a and 8a are welded to each other by a welder, for example, a laser welder 36, instead of an adhesive or an adhesive material. You may do it. In this case, since no other joining member such as an adhesive is interposed between the thin end portions 8a and 8a, the light transmission from the light source 7 is good.
Moreover, you may weld thin edge part 8a, 8a of the light guides 8 and 8 by plasma etc. using a plasma welding torch. Also, welding can be performed with ultrasonic waves, excimer laser, or the like.

また、このように複数の導光体8を連結するのではなく、当初から導光体ユニット12が押出し成形や射出成形によって一体成形されたものであってもよい。   Further, instead of connecting the plurality of light guides 8 in this way, the light guide unit 12 may be integrally formed by extrusion molding or injection molding from the beginning.

図1に示すように、導光体ユニット12の背面側及び側方には、該導光体ユニット12を取り囲むようにして拡散反射板17(17a、17b)が配設されている。
導光体ユニット12の背面側の拡散反射板17aは、導光体ユニット12とほぼ同一寸法を有する略板状をなし、各導光体8の出射面8aと平行に、かつ各導光体8の収容凹部11の開口縁部を塞ぐようにして配設されている。
一方、導光体ユニット12の側方の拡散反射板17bは、上記同様略板状をなし、導光体ユニット12における面方向外周部に位置する導光体8の外側の薄肉端部に当接するようにして、各導光体8の出射面8aと直交するように配設されている。
As shown in FIG. 1, diffuse reflectors 17 (17 a, 17 b) are disposed on the back side and the side of the light guide unit 12 so as to surround the light guide unit 12.
The diffuse reflection plate 17a on the back side of the light guide unit 12 has a substantially plate shape having substantially the same dimensions as the light guide unit 12, and is parallel to the emission surface 8a of each light guide 8 and each light guide. It arrange | positions so that the opening edge part of the eight accommodating recessed parts 11 may be plugged up.
On the other hand, the diffuse reflection plate 17b on the side of the light guide unit 12 has a substantially plate shape as described above, and contacts the thin end portion on the outer side of the light guide 8 located on the outer periphery in the surface direction of the light guide unit 12. The light guides 8 are arranged so as to be in contact with each other and perpendicular to the emission surface 8a.

このような拡散反射板17は、一定の厚みを有する板状の基板上に白色層又は金属層が形成されることによって構成されている。白色層の材料としては、例えば、二酸化チタン、硫酸バリウム及び酸化マグネシウムなどの無機物からなる白色顔料を透明樹脂中に分散させてなる複合材料を使用することができる。金属層としては、例えば、銀及びアルミニウムなどの高反射率であり且つ光吸収の少ない材料からなる蒸着層を使用することができる。
なお、該拡散反射板17は、シート状に形成され厚みが極薄いものであってもよい。
また、拡散反射板17は、上述のものに限らず、導光体からの光を拡散反射することができるのであれば、どのような材料で形成してもよい。例えばPETやPP(ポリプロピレン)等にフィラーや空気を混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シートでもよい。
Such a diffuse reflection plate 17 is configured by forming a white layer or a metal layer on a plate-like substrate having a certain thickness. As a material for the white layer, for example, a composite material in which a white pigment made of an inorganic substance such as titanium dioxide, barium sulfate, and magnesium oxide is dispersed in a transparent resin can be used. As the metal layer, for example, a vapor deposition layer made of a material having high reflectivity and low light absorption such as silver and aluminum can be used.
The diffuse reflector 17 may be formed in a sheet shape and extremely thin.
Moreover, the diffuse reflection plate 17 is not limited to the above-described one, and may be formed of any material as long as the light from the light guide can be diffusely reflected. For example, a resin sheet in which a void is formed by kneading and stretching a filler or air in PET, PP (polypropylene) or the like to increase the reflectance may be used.

また、本実施形態の光源ユニット30においては、上記のように拡散反射板17が配設されることによって、該拡散反射板17と各導光体8における傾斜背面8dとの間に空気層31が区画形成されている。   Further, in the light source unit 30 of the present embodiment, the air layer 31 is provided between the diffuse reflector 17 and the inclined back surface 8d of each light guide 8 by disposing the diffuse reflector 17 as described above. Is partitioned.

従って、光源7から出射する光は、直接あるいは収納凹部11の開口縁部を塞ぐ拡散反射板17aで反射した後に導光体8内に入射される。この入射光は、一部が導光体8の内部を通過して直接導光体8の出射面8aから出射し、他の一部は傾斜面8dで反射した後に出射面8aから出射する。さらに、一部の光は傾斜面8dを透過するが、透過した光は空気層31を通って拡散反射板17aで反射された後に再度導光体8内に進入して出射面8aから出射する。このようにして、導光体8は、光源7の光をその出射面8a全体から出射させるように構成されている。   Therefore, the light emitted from the light source 7 enters the light guide 8 after being reflected directly or after being reflected by the diffuse reflection plate 17a that closes the opening edge of the housing recess 11. A part of the incident light passes through the inside of the light guide 8 and is directly emitted from the emission surface 8a of the light guide 8, and the other part is emitted from the emission surface 8a after being reflected by the inclined surface 8d. Further, some of the light passes through the inclined surface 8d, but the transmitted light is reflected by the diffuse reflector 17a through the air layer 31, and then enters the light guide 8 again and exits from the exit surface 8a. . In this way, the light guide 8 is configured to emit the light of the light source 7 from the entire emission surface 8a.

なお、本実施形態においては、導光体ユニット12の背面側の拡散反射板17aと各導光体8の傾斜背面8dとのなす角度θは、図3(a)に示す傾斜背面8dが略四角錐面を形成するものにあっては、28°≦θ≦38°、56°≦θ≦73°の範囲内に設定されており、図3(b)に示す傾斜背面8dが略円錐面を形成するものにあっては、19°≦θ≦29°、31°≦θ≦39°、56°≦θ≦72°の範囲内に設定されている。
即ち、各導光体8における略四角錐面もしくは略円錐面を形成する傾斜背面8dは、拡散反射板17aと上記角度をなすように傾斜されている。
In the present embodiment, the angle θ formed between the diffuse reflector 17a on the back side of the light guide unit 12 and the inclined back surface 8d of each light guide 8 is substantially equal to that of the inclined back surface 8d shown in FIG. In the case of forming a quadrangular pyramid surface, it is set within the range of 28 ° ≦ θ ≦ 38 ° and 56 ° ≦ θ ≦ 73 °, and the inclined back surface 8d shown in FIG. Are set within the ranges of 19 ° ≦ θ ≦ 29 °, 31 ° ≦ θ ≦ 39 °, and 56 ° ≦ θ ≦ 72 °.
That is, the inclined back surface 8d forming a substantially quadrangular pyramid surface or a substantially conical surface in each light guide 8 is inclined so as to form the above-mentioned angle with the diffuse reflector 17a.

また、導光体8の厚みや、導光体8の面方向中央部分と端部の厚みの比率は、光源7の寸法や導光体8の出射面8aにおける配光分布などに応じて任意に変更することができる。
そして、このように構成された導光体8において、その出射面8aにおける光源7からの光の輝度分布が、出射面8aの中央部分において輝度が最も高くなり、出射面8aの端部に向かうにしたがって輝度が低くなる。すなわち、出射面8aのうち光源7と導光体8の厚さ方向に重なる領域が、光源7からの光の輝度が最も高くなる照度または輝度ピーク領域となる。
Further, the thickness of the light guide 8 and the ratio of the thickness between the central portion and the end in the surface direction of the light guide 8 are arbitrary depending on the dimensions of the light source 7, the light distribution on the exit surface 8a of the light guide 8, and the like. Can be changed.
In the light guide 8 configured as described above, the luminance distribution of light from the light source 7 on the emission surface 8a has the highest luminance at the central portion of the emission surface 8a, and goes toward the end of the emission surface 8a. The brightness decreases accordingly. That is, the region of the emission surface 8a that overlaps the light source 7 and the light guide 8 in the thickness direction is the illuminance or luminance peak region where the luminance of the light from the light source 7 is highest.

このような導光体ユニット12と光源7及び拡散反射板17とからなる光源ユニット30は、図1に示すように、筐体22内に収容されて周縁部を筐体22の側面に保持されている。また、図1に示す構成に代えて、筐体22の側面によって導光体ユニット12に加えて拡散板9と光学シート10とを所定間隔を開けて略平行に保持させるようにしてもよく、更に液晶表示素子3も保持するようにしてもよい。   As shown in FIG. 1, the light source unit 30 including the light guide unit 12, the light source 7, and the diffuse reflection plate 17 is housed in the housing 22, and the peripheral edge is held on the side surface of the housing 22. ing. In addition to the configuration shown in FIG. 1, the diffusion plate 9 and the optical sheet 10 in addition to the light guide unit 12 may be held substantially in parallel with each other by the side surface of the housing 22, Further, the liquid crystal display element 3 may be held.

さらに、図1に示すように、導光体ユニット12の光出射方向前方側に、出射面8aから出射される光を拡散する拡散板9が配設されている。この光拡散板9は、透明樹脂材料に光を散乱させるための微粒子(光拡散粒子)を分散混入して構成されており、導光体8の出射面8aから若干の空間を介して配設されている。微粒子は拡散板9を構成する透明樹脂材料と異なる屈折率のものを採用する必要がある。これにより、拡散板9内に入射する光は微粒子によって屈折して十分に散乱してほぼ均一に拡散されて光学シート10方向に出射する。なお、微粒子に代えて空気を含む微細な空洞を分散して混入させてもよい。
また、光学シート10に向けて光を出射する拡散板9の出射面9aは、導光体8の出射面8aと同様に平坦に形成されている。
Further, as shown in FIG. 1, a diffusion plate 9 that diffuses light emitted from the emission surface 8 a is disposed on the light emission direction front side of the light guide unit 12. The light diffusing plate 9 is configured by dispersing and mixing fine particles (light diffusing particles) for scattering light into a transparent resin material, and is disposed through a slight space from the emission surface 8a of the light guide 8. Has been. It is necessary to adopt fine particles having a refractive index different from that of the transparent resin material constituting the diffusion plate 9. As a result, the light incident on the diffusion plate 9 is refracted by the fine particles, sufficiently scattered, diffused substantially uniformly, and emitted toward the optical sheet 10. In place of the fine particles, fine cavities containing air may be dispersed and mixed.
Further, the emission surface 9 a of the diffusion plate 9 that emits light toward the optical sheet 10 is formed flat like the emission surface 8 a of the light guide 8.

光学シート10は、導光体8の出射面8aから出射された光を透過させて液晶表示素子3に向けて入射させるように構成されている。この光学シート10は例えば平面視矩形状に形成されていて光透過性を有する透光性基材19と、この透光性基材19の液晶表示素子3側の出射面に配列されたプリズムレンズ部20とで構成されている。   The optical sheet 10 is configured to transmit light emitted from the light exit surface 8 a of the light guide 8 and enter the light toward the liquid crystal display element 3. The optical sheet 10 is formed, for example, in a rectangular shape in plan view, and has a light-transmitting base material 19 and a prism lens arranged on the light-emitting surface of the light-transmitting base material 19 on the liquid crystal display element 3 side. Part 20.

プリズムレンズ部20は、例えば断面三角形で一方向(例えば図1で紙面に直交する方向)に連続して延びる単位プリズム20aがその延在方向に直交する方向に複数配列されている。単位プリズム20aは光の波長に比較して大きいピッチであり、拡散板9を通して入射する液晶表示素子3から外れる方向の光を集光して、液晶表示素子3を通して視聴者に向けて軸上に方向転換させる。   In the prism lens unit 20, for example, a plurality of unit prisms 20a having a triangular cross section and continuously extending in one direction (for example, a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1) are arranged in a direction orthogonal to the extending direction. The unit prism 20a has a pitch larger than the wavelength of the light, collects light in a direction away from the liquid crystal display element 3 incident through the diffusion plate 9, and passes the liquid crystal display element 3 on the axis toward the viewer. Turn around.

このようにして、液晶表示素子3の観察時に、プリズムレンズ部20は軸外輝度を低下させることによって軸上輝度を増大させる。ここでいう軸上とは、視聴者の視覚方向に一致する方向であり、一般的にはディスプレイ画面に対する法線方向である。   In this way, when observing the liquid crystal display element 3, the prism lens unit 20 increases the on-axis luminance by reducing the off-axis luminance. The on-axis here is a direction that coincides with the visual direction of the viewer, and is generally a normal direction to the display screen.

なお、プリズムレンズ部20の反復的アレイ構造が1方向のみの並列では、その並列方向での方向転換またはリサイクルが可能である。水平面内で互いに直交する二方向での表示光の輝度制御を行なうために、単位プリズム20a群の並列方向が互いに略直交するように2枚の光学シート10を重ねて組み合わせて用いてもよい。   When the repetitive array structure of the prism lens unit 20 is arranged in only one direction, the direction change or recycling in the parallel direction is possible. In order to control the luminance of the display light in two directions orthogonal to each other in the horizontal plane, the two optical sheets 10 may be overlapped and combined so that the parallel directions of the unit prisms 20a group are substantially orthogonal to each other.

プリズムレンズ部20は、例えばPET、PC、PMMA、COP(シクロオレフィンポリマー)、アクリルニトリルスチレン共重合体等を用いて、周知の押し出し成形法、射出成型法、あるいは熱プレス成型法によって形成される。この場合、透光性基材19及びプリズムレンズ部20は、それぞれ別の材料で別の基材から作製してもよいし、同一の材料からなる一つの基材から一体に形成してもよい。   The prism lens unit 20 is formed by a known extrusion molding method, injection molding method, or hot press molding method using, for example, PET, PC, PMMA, COP (cycloolefin polymer), acrylonitrile styrene copolymer, or the like. . In this case, the translucent base material 19 and the prism lens portion 20 may be made of different materials from different base materials, or may be integrally formed from one base material made of the same material. .

なお、光学シート10としてプリズムレンズ部20に代えて略かまぼこ形のレンチキュラーレンズやマイクロレンズアレイを透光性基材19上に配列させたものをレンズシートとして採用してもよい。これらは、断面形状が非対称なレンズ形状もよい。例えば、片側は直線形状で形成され、他方は外側に凸状の曲線形状で形成され、前述の直線形状と曲線形状がレンズ頂点部で丸みを帯びて連結している断面形状でもよい。   In addition, instead of the prism lens unit 20 as the optical sheet 10, an approximately semi-cylindrical lenticular lens or a microlens array arranged on the translucent substrate 19 may be used as the lens sheet. These may have a lens shape with an asymmetric cross-sectional shape. For example, a cross-sectional shape in which one side is formed in a linear shape and the other is formed in a convex curved shape on the outside, and the above-described linear shape and the curved shape are rounded and connected at the lens apex portion.

なお、本実施形態においては、導光体ユニット12と拡散板9と光学シート10との間に間隔を設けて空気層を形成している。これら空気層によって、導光体ユニット12、拡散板9、光学シート10を出射する光が集光されて液晶表示素子3から外れる光をより低減できる。   In the present embodiment, an air layer is formed by providing spaces among the light guide unit 12, the diffusion plate 9, and the optical sheet 10. By these air layers, the light emitted from the light guide unit 12, the diffusion plate 9, and the optical sheet 10 is collected, and the light that comes off the liquid crystal display element 3 can be further reduced.

本実施の形態によるディスプレイ装置1は上述の構成を備えているから、バックライトユニット2によって液晶表示素子3を照明する場合、筐体22内に光源ユニット30の光源7を点灯すると、光源7から導光体8内に出射する光は放射状に放出される。
すると、一部の光は凹部11の上部を透過して出射面8aに至り、他の一部の光は傾斜背面8dで反射して出射面8a方向に向かう。さらに、一部の光は収納凹部11の開口縁部を塞ぐ拡散反射板17aで反射した後に出射面8aに向かう。
Since the display device 1 according to the present embodiment has the above-described configuration, when the liquid crystal display element 3 is illuminated by the backlight unit 2, when the light source 7 of the light source unit 30 is turned on in the housing 22, the light source 7 The light emitted into the light guide 8 is emitted radially.
Then, a part of the light passes through the upper part of the recess 11 and reaches the emission surface 8a, and the other part of the light is reflected by the inclined back surface 8d and travels in the direction of the emission surface 8a. Furthermore, a part of the light is reflected by the diffuse reflection plate 17a that closes the opening edge of the housing recess 11, and then travels toward the emission surface 8a.

そして、傾斜背面8dから漏洩する光は傾斜面8dと空気層31の境界において導光体8と空気層31の屈折率差により屈折させられるとともに、空気層31を通過する際に該空気層31による拡散効果の寄与を受けて適宜拡散させられる。
さらに、このような光は、図5に示すように、拡散反射板17によって反射されながら一定の範囲に拡散させられた後に、傾斜背面8dで再び屈折されて角度φの範囲に絞られながら導光体8に再入射して出射面8aに向かう。
The light leaking from the inclined back surface 8d is refracted by the difference in refractive index between the light guide 8 and the air layer 31 at the boundary between the inclined surface 8d and the air layer 31, and when passing through the air layer 31, the air layer 31. It is diffused as needed by receiving the contribution of the diffusion effect.
Further, as shown in FIG. 5, such light is diffused to a certain range while being reflected by the diffusive reflecting plate 17, and then refracted again by the inclined back surface 8d to be guided to the range of the angle φ. Re-enters the light body 8 and travels toward the exit surface 8a.

このようにして光源7から出射した光は出射面8aの全面に分散して通過するが、光源7の真上の輝度が最も高く周囲の薄肉端部8eに向かうに従って輝度がわずかに低減する。そして、導光体ユニット12の各出射面8aから出射する光は拡散板9内に進入して微粒子で屈折されて散乱し、ほぼ均一に拡散した状態で光学シート10へ入射する。     In this way, the light emitted from the light source 7 is dispersed and passes over the entire emission surface 8a, but the luminance directly above the light source 7 is the highest, and the luminance is slightly reduced toward the surrounding thin end 8e. Then, the light emitted from each emission surface 8a of the light guide unit 12 enters the diffusion plate 9, is refracted and scattered by the fine particles, and enters the optical sheet 10 in a substantially uniformly diffused state.

光学シート10では、プリズムレンズ部20に配列された各単位プリズム20aで屈折させられて集光させられ、液晶表示素子3に進入する。そのため、液晶表示素子3で集光させられた光は軸上輝度が高く輝度分布の曲線のピーク幅も適度に広げられて、観察者から液晶画像を視認できる。   In the optical sheet 10, the light is refracted and condensed by the unit prisms 20 a arranged in the prism lens unit 20, and enters the liquid crystal display element 3. Therefore, the light condensed by the liquid crystal display element 3 has high on-axis luminance, and the peak width of the luminance distribution curve is appropriately widened so that the liquid crystal image can be visually recognized by the observer.

そして、このようなディスプレイ装置1における光源ユニット30においては、導光体ユニット12の背面側及び側方に板状の拡散反射板17a、17bを配置するのみで、各導光体8の傾斜背面8dから出射される光を各導光体8に再入射させることができるため、光の利用効率を高く維持しながら容易に光源ユニット30を構成することが可能となる。   And in the light source unit 30 in such a display apparatus 1, only the plate-like diffuse reflection plates 17a and 17b are disposed on the back side and the side of the light guide unit 12, and the inclined back surfaces of the respective light guides 8 are arranged. Since the light emitted from 8d can reenter the light guides 8, the light source unit 30 can be easily configured while maintaining high light use efficiency.

また、拡散反射板17と各導光体8の傾斜背面8dとの間に空気層31が形成されることにより、該空気層31における拡散効果の寄与を受けることができる他、該空気層31と導光体8との屈折率さを利用して、拡散反射板17で反射させられた後に導光体8に再入射する光を適宜屈折させて正面方向に立ち上げることが可能となる。これにより、出射面8aから出射させられる輝度分布の均一化を図ることができるとともに、小面輝度を向上させることが可能となる。   In addition, since the air layer 31 is formed between the diffuse reflector 17 and the inclined back surface 8d of each light guide 8, it is possible to receive the contribution of the diffusion effect in the air layer 31, and the air layer 31. By utilizing the refractive index of the light guide 8 and the light reflected by the diffuse reflector 17, the light re-entering the light guide 8 after being reflected by the diffuse reflector 17 can be appropriately refracted to rise in the front direction. Thereby, the luminance distribution emitted from the emission surface 8a can be made uniform, and the facet luminance can be improved.

また、本実施形態係る光源ユニット31においては導光体8の傾斜背面8dと拡散反射板17aとのなす角度θが、図3(a)に示す傾斜背面8dが略四角錐面を形成するものにあっては、28°≦θ≦38°、56°≦θ≦73°の範囲内に設定されており、図3(b)に示す傾斜背面8dが略円錐面を形成するものにあっては、19°≦θ≦29°、31°≦θ≦39°、56°≦θ≦72°の範囲内に設定されていることにより、詳しくは後述の実施例で示すように、導光体8の傾斜背面8dから漏洩した後に導光体8に再入射する光を最適な範囲に絞ることができ、輝度分布及び正面輝度の最適化を図ることが可能となる。   In the light source unit 31 according to the present embodiment, the angle θ formed between the inclined back surface 8d of the light guide 8 and the diffuse reflector 17a is such that the inclined back surface 8d shown in FIG. 3A forms a substantially quadrangular pyramid surface. In this case, they are set within the ranges of 28 ° ≦ θ ≦ 38 ° and 56 ° ≦ θ ≦ 73 °, and the inclined back surface 8d shown in FIG. 3B forms a substantially conical surface. Is set within the ranges of 19 ° ≦ θ ≦ 29 °, 31 ° ≦ θ ≦ 39 °, and 56 ° ≦ θ ≦ 72 °, so that the light guide is described in detail in the examples below. Thus, the light re-entering the light guide 8 after leaking from the inclined back surface 8d can be narrowed down to an optimum range, and the luminance distribution and the front luminance can be optimized.

なお、本発明は上述の実施形態による光源ユニット30、バックライトユニット2及びディスプレイ装置1に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
以下に、本発明の他の実施形態や変形例について説明するが、上述した第一の実施形態による光源ユニット30、バックライトユニット2及びディスプレイ装置1と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明する。
The present invention is not limited to the light source unit 30, the backlight unit 2, and the display device 1 according to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
Other embodiments and modifications of the present invention will be described below, but the same or similar parts and members as those of the light source unit 30, the backlight unit 2, and the display device 1 according to the first embodiment described above are the same. This will be described using reference numerals.

例えば、導光体8の凹部11は断面略U字形状に限定されるものではなく、種々の変形が可能であり、凹部11の形状についても断面略U字型やV字型等適宜の内面形状を有するものを採用できる。図6は第一変形例による導光体8の凹部11を例示するものである。   For example, the concave portion 11 of the light guide 8 is not limited to a substantially U-shaped cross section, and various modifications are possible. The inner surface of the concave portion 11 may be an appropriate inner surface such as a substantially U-shaped or V-shaped cross section. What has a shape is employable. FIG. 6 illustrates the recess 11 of the light guide 8 according to the first modification.

図6(a)において、凹部11の出射面8a側の上面を平坦面としてもよく、この場合には導光体8の出射面8aの中央部分を一層明るくすることができる。
また、例えば図6(b)〜(f)のように凹部11の上面を先細り形状に形成してもよく、この場合には、出射面8aにおいて光源7の直上領域の輝度を比較的低くすることができる。なお、先細り形状の場合には、図6(b)のようにV字状、図6(c)のように凹部11の内側に膨らむ曲面形状、図6(d)のように凹部11の外側に膨らむ曲面形状としてもよい。
In FIG. 6A, the upper surface of the recess 11 on the exit surface 8a side may be a flat surface. In this case, the central portion of the exit surface 8a of the light guide 8 can be further brightened.
Further, for example, as shown in FIGS. 6B to 6F, the upper surface of the recess 11 may be formed in a tapered shape. In this case, the luminance of the region immediately above the light source 7 on the emission surface 8a is relatively low. be able to. In the case of a tapered shape, a V-shape as shown in FIG. 6B, a curved shape that swells inside the recess 11 as shown in FIG. 6C, and an outer side of the recess 11 as shown in FIG. 6D. It is good also as the curved surface shape which swells.

また、図6(e)、(f)のように複数の平坦面や曲面を組み合わせた形状としてもよく、この場合には、導光体8の出射面8aにおける配光分布の自由度が向上する。さらに、凹部11は、例えば図6(b)〜(f)に示す形状を適宜組み合わせた形状を採用してもよい。   Moreover, it is good also as a shape which combined several flat surfaces and curved surfaces like FIG.6 (e), (f), In this case, the freedom degree of the light distribution distribution in the output surface 8a of the light guide 8 improves. To do. Furthermore, the recess 11 may adopt a shape obtained by appropriately combining, for example, the shapes shown in FIGS.

また、第二変形例として、導光体8の光源7として点光源に代えて冷陰極管等の棒状光源を光源24として採用してもよい。即ち、図7に示す導光体25は、第一実施形態による導光体8と同様に、光の出射面25aに対向する背面25bの厚肉部25cに断面略U字形状の収容凹部26が形成されている。凹部26内には冷陰極管等の光源24が収容されている。そのため、凹部26は光源24の延在方向に沿って略U字状断面がトンネル状に延在している。   As a second modification, a rod-like light source such as a cold cathode tube may be adopted as the light source 24 instead of the point light source as the light source 7 of the light guide 8. That is, the light guide 25 shown in FIG. 7 has a substantially U-shaped receiving recess 26 in the thick portion 25c of the back surface 25b facing the light exit surface 25a, as in the light guide 8 according to the first embodiment. Is formed. A light source 24 such as a cold cathode tube is accommodated in the recess 26. Therefore, the concave portion 26 has a substantially U-shaped cross section extending in a tunnel shape along the extending direction of the light source 24.

さらに、背面25bにおいて、厚肉部25cから光源24の両側に向かって傾斜面25dが設けられて薄肉端部25eにつながっている。そのため、導光体8は光源24を含む出射面25aに垂直な面に対して概略線対称に形成されている。   Further, on the back surface 25b, inclined surfaces 25d are provided from the thick portion 25c toward both sides of the light source 24 and are connected to the thin end portion 25e. Therefore, the light guide 8 is formed so as to be substantially line symmetrical with respect to a plane perpendicular to the emission surface 25 a including the light source 24.

なお、光源24は、冷陰極管以外に、例えば通常の蛍光管、熱陰極管、外部電極管、列状に配置されたLEDや半導体レーザーなどが挙げられるが、特に、冷陰極管、外部電極管又は列状に配列されたLEDとすることが好ましい。   In addition to the cold cathode tube, the light source 24 includes, for example, a normal fluorescent tube, a hot cathode tube, an external electrode tube, LEDs and semiconductor lasers arranged in a row, and in particular, a cold cathode tube, an external electrode, and the like. It is preferable to use LEDs arranged in tubes or rows.

さらに、第三変形例として、導光体8の収納凹部11の開口縁部の周囲に出射面8aと平行な平坦面27fが設けられた導光体27であってもよい。これにより、拡散反射板17との接触面積を確保することができるため、導光体8と拡散反射板17との密着度及び設置バランスを向上させることが可能となる。   Furthermore, as a third modification, the light guide 27 may be provided with a flat surface 27 f parallel to the emission surface 8 a around the opening edge of the housing recess 11 of the light guide 8. Thereby, since a contact area with the diffuse reflection board 17 can be ensured, it becomes possible to improve the adhesion degree and installation balance between the light guide 8 and the diffuse reflection board 17.

次に本発明の第二実施形態によるディスプレイ装置40について図9を用いて説明する。図11に示すディスプレイ装置40は第一実施形態によるバックライトユニット2を含むディスプレイ装置1と概略同一構成を備えている。相違点として、導光体8、8同士が連結されて構成された導光体ユニット12と拡散板9との間に光制御シート41が配設されている。   Next, a display device 40 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A display device 40 shown in FIG. 11 has substantially the same configuration as the display device 1 including the backlight unit 2 according to the first embodiment. As a difference, the light control sheet 41 is disposed between the light guide unit 12 configured by connecting the light guides 8 and 8 and the diffusion plate 9.

本第二実施形態によるディスプレイ装置40では、導光体ユニット12を構成する複数の導光体8について、第一実施形態と同様に各導光体8、8は薄肉端部8e、8eが連結されている。しかも、これら導光体8を背面側及び側方から取り囲む拡散反射板17も一体に連結されて構成されている。   In the display device 40 according to the second embodiment, with respect to the plurality of light guides 8 constituting the light guide unit 12, the light guides 8 and 8 are connected to the thin end portions 8e and 8e as in the first embodiment. Has been. In addition, the diffuse reflector 17 surrounding the light guide 8 from the back side and the side is also integrally connected.

次に、光制御シート41について説明する。光制御シート41は平面視矩形状に形成されており、光透過性を有する透光性基材42と、透光性基材42の光入射面側において個々の導光体8の出射面8aに対向して設けられている光反射層43とが一体に配設されている。通常、光源7から導光体8の出射面8aを出射する光の照度または輝度の分布は光源7の直上領域が最も高く直上領域から周縁の薄肉端部8e側に向かうに従って照度または輝度の高さが次第に低下する傾向にある。このような各導光体8毎の照度または輝度分布をより均一な分布に均すために、本第二実施形態において光反射層43が配設されている。   Next, the light control sheet 41 will be described. The light control sheet 41 is formed in a rectangular shape in plan view, and has a light-transmitting base 42 and a light exit surface 8 a of each light guide 8 on the light incident surface side of the light-transmitting base 42. And a light reflecting layer 43 provided so as to face each other. Normally, the illuminance or luminance distribution of the light emitted from the light source 7 from the light exit surface 8a of the light guide 8 is highest in the region directly above the light source 7, and the illuminance or luminance increases from the region directly above to the thin edge 8e side of the periphery. Tend to decrease gradually. In order to equalize the illuminance or luminance distribution for each light guide 8 to a more uniform distribution, the light reflecting layer 43 is provided in the second embodiment.

即ち、光制御シート41において、光反射層43は、各導光体8における出射面8aから透光性基材42に向かう光を部分的に反射させて光制御シート41から液晶表示素子3側に出射する光の輝度分布または照度分布をより均一にするように制御するものである。   That is, in the light control sheet 41, the light reflection layer 43 partially reflects the light from the light exit surface 8 a of each light guide 8 toward the translucent substrate 42, so that the liquid crystal display element 3 side from the light control sheet 41. Is controlled so as to make the luminance distribution or illuminance distribution of the emitted light more uniform.

光反射層43は、光制御シート41に入射する光を反射させる光反射部44と、隣接する光反射部44、44の間に設けられていて光を透過させる開口部45とが例えば交互に複数形成されている。   The light reflection layer 43 includes light reflection portions 44 that reflect light incident on the light control sheet 41 and openings 45 that are provided between adjacent light reflection portions 44 and 44 and transmit light alternately. A plurality are formed.

光反射層43の光反射部44は、例えば白色層又は金属層で形成され、白色層の材料としては、例えば二酸化チタン、硫酸バリウム及び酸化マグネシウムなどの無機物からなる白色顔料を透明樹脂中に混入させてなる複合材料を使用することができる。また、金属層としては、例えば銀及びアルミニウムなどの高反射率であり且つ光吸収の少ない材料からなる蒸着層を使用することができる。   The light reflecting portion 44 of the light reflecting layer 43 is formed of, for example, a white layer or a metal layer. As a material of the white layer, for example, a white pigment made of an inorganic material such as titanium dioxide, barium sulfate, and magnesium oxide is mixed in the transparent resin. The composite material made can be used. Moreover, as a metal layer, the vapor deposition layer which consists of a material with high reflectivity, such as silver and aluminum, and little light absorption can be used, for example.

そして、光反射層43は、印刷又は蒸着により透光性基材42の入射面側に直接形成してもよいが、例えば転写により形成してもよい。転写により光反射層43を形成する際には、例えば透光性基材42の光入射面に感光性樹脂フィルムを貼り付け、透光性基材42に対して感光性フィルムと反対側の面にレンズ部を設けて、透光性基材42を介して感光性樹脂フィルムを紫外線で露光する。これにより、レンズ部の集光作用によってレンズ部の焦点及びその近傍の領域のみにおいて、感光性樹脂フィルムの粘着力が低下する。   And although the light reflection layer 43 may be directly formed in the incident surface side of the translucent base material 42 by printing or vapor deposition, you may form by transfer, for example. When forming the light reflection layer 43 by transfer, for example, a photosensitive resin film is attached to the light incident surface of the translucent substrate 42, and the surface opposite to the photosensitive film with respect to the translucent substrate 42. A lens portion is provided on the photosensitive resin film, and the photosensitive resin film is exposed to ultraviolet rays through the translucent substrate 42. Thereby, the adhesive force of the photosensitive resin film is reduced only in the focal point of the lens unit and the region in the vicinity thereof due to the condensing action of the lens unit.

その後、透光性基材42と感光性樹脂フィルムとの積層体を剥離紙上に押し当て、次いで、この積層体を剥離紙から剥離させる。このようにして、レンズ部の焦点及びその近傍の領域に開口部45を有した光反射層43が得られる。このようにして形成される光反射層43の各開口部45は、その中心軸が対応するレンズ部の光軸と一致するように形成される。   Thereafter, the laminate of the translucent substrate 42 and the photosensitive resin film is pressed onto the release paper, and then the laminate is peeled from the release paper. In this way, the light reflecting layer 43 having the opening 45 in the focal point of the lens unit and the region in the vicinity thereof is obtained. Each opening 45 of the light reflecting layer 43 formed in this way is formed so that its central axis coincides with the optical axis of the corresponding lens part.

なお、印刷法を使用する場合でも、例えば前述したように、透光性基材42の製造時にその光入射面に段差を設けておくことで、簡易的に印刷で光反射層43を形成できる。ただし、光反射層43の各開口部45の中心軸をレンズ部の光軸と一致させるためには、レンズ部と段差の形成位置との相対的なアライメントが必要となる。   Even when the printing method is used, for example, as described above, the light reflection layer 43 can be easily formed by printing by providing a step on the light incident surface when the light-transmitting substrate 42 is manufactured. . However, in order to make the central axis of each opening 45 of the light reflecting layer 43 coincide with the optical axis of the lens part, it is necessary to relatively align the lens part and the formation position of the step.

以上のように、本実施形態によるバックライトユニット2においては、導光体8の出射面8aのうち光源7からの光の輝度または照度が最も高くなる領域に対応する位置に形成された開口部45が最も小さく形成され、導光体8の出射面8aにおける光の輝度が小さくなる領域ほど開口部45が大きく形成されている。   As described above, in the backlight unit 2 according to the present embodiment, the opening formed at the position corresponding to the region where the luminance or illuminance of light from the light source 7 is highest in the emission surface 8a of the light guide 8. 45 is formed to be the smallest, and the opening 45 is formed to be larger in a region where the luminance of light on the light exit surface 8a of the light guide 8 is lower.

このため、導光体8の出射面8aにおける光の輝度が大きいほど、光反射層43において遮断する光の量を増加させることができる。したがって、導光体8の出射面8aにおける光の輝度分布が不均一であっても、導光体8の出射面8aから出射した光が光反射層43の各開口部45を通過することで、透光性基材42の出射面から出射する光の輝度ムラを効率よく抑制することができる。
さらに、光制御シート41の光出射側に拡散板9と光学シート10を設けているから、光源7から液晶表示素子3に入射する光の輝度ムラや照度ムラを更に低減させることができる。
For this reason, the amount of light blocked in the light reflecting layer 43 can be increased as the luminance of light on the light exit surface 8a of the light guide 8 is increased. Therefore, even if the luminance distribution of light on the exit surface 8 a of the light guide 8 is nonuniform, the light emitted from the exit surface 8 a of the light guide 8 passes through each opening 45 of the light reflecting layer 43. In addition, it is possible to efficiently suppress luminance unevenness of light emitted from the emission surface of the translucent substrate 42.
Furthermore, since the diffusion plate 9 and the optical sheet 10 are provided on the light emission side of the light control sheet 41, the luminance unevenness and the illuminance unevenness of the light incident on the liquid crystal display element 3 from the light source 7 can be further reduced.

なお、本第三実施形態において、光制御シート41を導光体ユニット12の各出射面8aから離間して設けたが、これに代えて光反射層43を各出射面8aに当接させて押圧して変形を抑制するようにしてもよい。或いは、光制御シート41と導光体ユニット12の各出射面8aとの間に透明な平板状のシート材を設置し、このシート材に光制御シート41の光反射層43を当接させることで、各出射面8aを平面状に押圧してもよい。あるいは、導光体ユニット12と光制御シート41との間に拡散板9を設けて各出射面8aに押圧させてもよい。   In the third embodiment, the light control sheet 41 is provided separately from each light exit surface 8a of the light guide unit 12, but instead, the light reflecting layer 43 is brought into contact with each light exit surface 8a. You may make it suppress a deformation | transformation by pressing. Alternatively, a transparent flat sheet material is installed between the light control sheet 41 and each light exit surface 8a of the light guide unit 12, and the light reflection layer 43 of the light control sheet 41 is brought into contact with the sheet material. Thus, each emission surface 8a may be pressed flat. Alternatively, the diffusing plate 9 may be provided between the light guide unit 12 and the light control sheet 41 so as to be pressed against each emission surface 8a.

図3(a)及び(b)に記載の導光体8において、傾斜背面8dと拡散反射板17とのなす角θ、即ち傾斜角を変化させた際の、導光体の出射面からの出射光の光強度分布を調べるために数値シミュレーションを行った。   In the light guide 8 shown in FIGS. 3A and 3B, the angle θ formed by the inclined back surface 8d and the diffuse reflector 17, that is, the inclination angle is changed from the exit surface of the light guide. A numerical simulation was performed to investigate the light intensity distribution of the emitted light.

条件としては、導光板8について出射面8aの形状及び大きさを30mm×30mmの正方形状と、収納凹部11は直径2mm、高さ2mmの円錐状とし、導光体8の屈折率を1.52とした。   As conditions, the shape and size of the exit surface 8a of the light guide plate 8 is a square shape of 30 mm × 30 mm, the storage recess 11 is a cone shape having a diameter of 2 mm and a height of 2 mm, and the refractive index of the light guide 8 is 1. 52.

図10から図15に、図3(b)に示す傾斜背面8dが円錐面をなしている導光体8についての出射面8aにおける光強度分布のシミュレーション結果を示す。横軸を出射角度、縦軸を相対光強度としている。相対光強度は、出射角度0°の光強度を1として規格化した値である。なお、一般的に、配光分布は、正面(出射角度0°)において最大を示すとともに、サイドローブ光が発生しないことが好ましい。さらに、経験上、相対光強度が1.5より大きい場合には輝度ムラとして視認されることが知られている。
以上を踏まえて、図10から図15を見ると、θ<19°、29°<θ<31°、39<θ<56°では、出射角度によっては相対光強度の値が1.5を超えている。この場合は、観察角度において輝度ムラとして視認されるため好ましくない。
したがって、傾斜背面8dが円錐面をなす導光体8においては、傾斜背面8dと拡散反射板17とのなす角θを、19°≦θ≦29°、31°≦θ≦39°、56°≦θ≦72°の範囲内に設定することによって輝度ムラを抑制することができる。
10 to 15 show the simulation results of the light intensity distribution on the exit surface 8a for the light guide 8 in which the inclined back surface 8d shown in FIG. 3B forms a conical surface. The horizontal axis is the emission angle, and the vertical axis is the relative light intensity. The relative light intensity is a value normalized with the light intensity at an emission angle of 0 ° as 1. In general, it is preferable that the light distribution is maximum at the front (an emission angle of 0 °) and that no sidelobe light is generated. Furthermore, experience has shown that when the relative light intensity is greater than 1.5, it is visually recognized as luminance unevenness.
Based on the above, when viewing FIG. 10 to FIG. 15, when θ <19 °, 29 ° <θ <31 °, and 39 <θ <56 °, the value of relative light intensity exceeds 1.5 depending on the emission angle. ing. In this case, it is not preferable because it is visually recognized as luminance unevenness at the observation angle.
Therefore, in the light guide 8 in which the inclined back surface 8d forms a conical surface, the angle θ formed by the inclined back surface 8d and the diffuse reflector 17 is 19 ° ≦ θ ≦ 29 °, 31 ° ≦ θ ≦ 39 °, 56 °. By setting within the range of ≦ θ ≦ 72 °, luminance unevenness can be suppressed.

図16から図19に、図3(a)に示す傾斜背面8dが四角錐面をなしている導光体8についての出射面8aにおける光強度分布のシミュレーション結果を示す。
これらをみると、θ<28°、38°<θ<56°では、出射角度によっては相対光強度の値が1.5を超えている。この場合は、観察角度において輝度ムラとして視認されるため好ましくない。
また、73°<θでは、半値角が25°よりも小さいため、正面方向の明るさが大きくなり、斜め方向での明るさが小さくなってしまう。このような場合も輝度ムラとして観察されることが経験上知られている。
したがって、傾斜背面8dが四角錐面をなす導光体8においては、傾斜背面8dと拡散反射板17とのなす角θを、28°≦θ≦38°、56°≦θ≦73°の範囲内に設定することによって輝度ムラを抑制することができる。
16 to 19 show the simulation results of the light intensity distribution on the exit surface 8a for the light guide 8 in which the inclined back surface 8d shown in FIG. 3A forms a quadrangular pyramid surface.
As can be seen, when θ <28 ° and 38 ° <θ <56 °, the value of the relative light intensity exceeds 1.5 depending on the emission angle. In this case, it is not preferable because it is visually recognized as luminance unevenness at the observation angle.
Further, when 73 ° <θ, the half-value angle is smaller than 25 °, so that the brightness in the front direction increases and the brightness in the oblique direction decreases. It is known from experience that such a case is observed as luminance unevenness.
Therefore, in the light guide 8 in which the inclined back surface 8d forms a quadrangular pyramid surface, the angle θ formed by the inclined back surface 8d and the diffuse reflector 17 is in the range of 28 ° ≦ θ ≦ 38 ° and 56 ° ≦ θ ≦ 73 °. By setting the value within the range, luminance unevenness can be suppressed.

また、上記の二つの場合のように輝度ムラを抑制することができると、横方向に出射される無駄な光を低減させることになるので、正面輝度の向上も期待することができる。
さらに、本シミュレーションでは点光源の場合を行ったが、棒状光源の場合も、図3(a)に示す導光体と同様に傾斜背面の角度を設定することで輝度ムラの低減及び正面輝度の向上を図ることができる。
Further, if the luminance unevenness can be suppressed as in the above two cases, useless light emitted in the lateral direction can be reduced, so that an improvement in front luminance can be expected.
Furthermore, in this simulation, the case of a point light source was performed, but also in the case of a rod-shaped light source, by setting the angle of the inclined back surface as in the light guide shown in FIG. Improvements can be made.

本発明の第一実施形態によるディスプレイ装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the display apparatus by 1st embodiment of this invention. 点光源の具体的説明図である。It is a specific explanatory view of a point light source. 図1に示すディスプレイ装置における光源と導光体を示す斜視図であり、(a)は傾斜背面が略四角錐面を形成している場合、(b)は傾斜背面が略円錐面を形成している場合を示したものである。It is a perspective view which shows the light source and light guide in the display apparatus shown in FIG. 1, (a) is the case where an inclined back surface forms a substantially quadrangular pyramid surface, (b) is an inclined back surface forming a substantially conical surface. This shows the case. 図1に示すディスプレイ装置における導光体ユニットの各導光体の配列を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the arrangement | sequence of each light guide of the light guide unit in the display apparatus shown in FIG. 第一実施形態における光源ユニットにおける光の進行方向を示す図である。It is a figure which shows the advancing direction of the light in the light source unit in 1st embodiment. (a)〜(f)は導光体の形状の変形例を示す図である。(A)-(f) is a figure which shows the modification of the shape of a light guide. 棒状光源を用いた変形例による導光体の斜視図である。It is a perspective view of the light guide by the modification using a rod-shaped light source. 収納凹部の周囲に平坦面を有する導光体の斜視図である。It is a perspective view of the light guide which has a flat surface around a storage recessed part. 本発明の第二実施形態によるディスプレイ装置を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the display apparatus by 2nd embodiment of this invention. 導光体の傾斜背面が曲面(略円錐形状)の場合の配光分布である。This is a light distribution when the inclined rear surface of the light guide is a curved surface (substantially conical). 導光体の傾斜背面が曲面(略円錐形状)の場合の配光分布である。This is a light distribution when the inclined rear surface of the light guide is a curved surface (substantially conical). 導光体の傾斜背面が曲面(略円錐形状)の場合の配光分布である。This is a light distribution when the inclined rear surface of the light guide is a curved surface (substantially conical). 導光体の傾斜背面が曲面(略円錐形状)の場合の配光分布である。This is a light distribution when the inclined rear surface of the light guide is a curved surface (substantially conical). 導光体の傾斜背面が曲面(略円錐形状)の場合の配光分布である。This is a light distribution when the inclined rear surface of the light guide is a curved surface (substantially conical). 導光体の傾斜背面が曲面(略円錐形状)の場合の配光分布である。This is a light distribution when the inclined rear surface of the light guide is a curved surface (substantially conical). 導光体の傾斜背面が平坦面(略四角錐形状)の場合の配光分布である。It is a light distribution when the inclined back surface of the light guide is a flat surface (substantially a quadrangular pyramid shape). 導光体の傾斜背面が平坦面(略四角錐形状)の場合の配光分布である。It is a light distribution when the inclined back surface of the light guide is a flat surface (substantially a quadrangular pyramid shape). 導光体の傾斜背面が平坦面(略四角錐形状)の場合の配光分布である。It is a light distribution when the inclined back surface of the light guide is a flat surface (substantially a quadrangular pyramid shape). 導光体の傾斜背面が平坦面(略四角錐形状)の場合の配光分布である。It is a light distribution when the inclined back surface of the light guide is a flat surface (substantially a quadrangular pyramid shape). 従来の導光体ユニットを示す図である。It is a figure which shows the conventional light-guide unit.

符号の説明Explanation of symbols

1、40 ディスプレイ装置
2 バックライトユニット
3 液晶表示素子(画像表示部)
7、24 光源
8、25 導光体
8a、25a 出射面
8c、25c 厚肉部
8e、5e 薄肉端部
9 拡散板
10 光学シート
11、26 収納凹部
12 導光体ユニット
17 拡散反射板
41 光制御シート
43 光反射層
44 光反射部
45 開口部
1, 40 Display device 2 Backlight unit 3 Liquid crystal display element (image display unit)
7, 24 Light source 8, 25 Light guide 8a, 25a Outgoing surface 8c, 25c Thick part 8e, 5e Thin end 9 Diffusion plate 10 Optical sheet 11, 26 Storage recess 12 Light guide unit 17 Diffusion reflector 41 Light control Sheet 43 Light reflection layer 44 Light reflection portion 45 Opening portion

Claims (13)

光の出射面と、該出射面の中央部近傍に形成された厚肉部と、前記出射面に対向する背面の前記厚肉部に形成された収容凹部と、前記出射面の端部に位置する薄肉端部と、前記背面において前記厚肉部から前記薄肉端部に向けて次第に肉厚が薄くなるように傾斜した傾斜背面とを備えた導光体を、前記出射面に沿って複数配列されてなる導光体ユニットと、
前記導光体ユニットにおける各導光体の収容凹部に収容される光源と、
前記導光体ユニットの背面に対向配置される略板状の拡散反射板とを備え、
前記傾斜背面と前記拡散反射板との間に空気層が区画形成されていることを特徴とする光源ユニット。
A light exit surface, a thick portion formed near the center of the exit surface, an accommodation recess formed in the thick portion on the back surface facing the exit surface, and an end of the exit surface A plurality of light guides arranged along the exit surface, and a thin-walled end portion and an inclined back surface inclined so that the thickness gradually decreases from the thick-walled portion toward the thin-walled end portion on the back surface. A light guide unit made of,
A light source accommodated in an accommodating recess of each light guide in the light guide unit;
A substantially plate-like diffuse reflector disposed opposite to the back surface of the light guide unit;
An air layer is defined between the inclined back surface and the diffuse reflector.
前記光源は点光源であり、前記導光体は収容凹部の点光源の軸を含み出射面に対して垂直な中心軸に対して点対称であることを特徴とする請求項1に記載の光源ユニット。   2. The light source according to claim 1, wherein the light source is a point light source, and the light guide is point-symmetric with respect to a central axis that includes an axis of the point light source of the housing recess and is perpendicular to the emission surface. unit. 各前記導光体における前記傾斜背面が略円錐面を形成していることを特徴とする請求項2に記載の光源ユニット。   The light source unit according to claim 2, wherein the inclined back surface of each light guide body forms a substantially conical surface. 前記傾斜背面と前記拡散反射板とのなす角度θが19°≦θ≦29°、31°≦θ≦39°、56°≦θ≦72°の範囲内に設定されていることを特徴とする請求項3に記載の光源ユニット。   The angle θ formed by the inclined back surface and the diffuse reflector is set in the range of 19 ° ≦ θ ≦ 29 °, 31 ° ≦ θ ≦ 39 °, and 56 ° ≦ θ ≦ 72 °. The light source unit according to claim 3. 各前記導光体における前記傾斜背面が略四角錐面を形成していることを特徴とする請求項2に記載の光源ユニット。   The light source unit according to claim 2, wherein the inclined back surface of each light guide body forms a substantially quadrangular pyramid surface. 前記光源は棒状光源であり、前記導光体は収納凹部の棒状光源の軸を含み前記出射面に直交する面に対して対称な形状を有している請求項1に記載の光源ユニット。   2. The light source unit according to claim 1, wherein the light source is a rod-shaped light source, and the light guide has a shape that is symmetrical with respect to a plane that includes an axis of the rod-shaped light source of the housing recess and is orthogonal to the emission surface. 前記傾斜背面と前記拡散反射板とのなす角度θが28°≦θ≦38°、56°≦θ≦73°の範囲内に設定されていることを特徴とする請求5又は6に記載の光源ユニット。   The light source according to claim 5 or 6, wherein an angle θ formed by the inclined back surface and the diffuse reflector is set in a range of 28 ° ≦ θ ≦ 38 ° and 56 ° ≦ θ ≦ 73 °. unit. 前記導光体ユニットの面方向端部を取り囲むようにして拡散反射板が設けられたことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の光源ユニット。   The light source unit according to any one of claims 1 to 7, wherein a diffuse reflector is provided so as to surround an end portion in the surface direction of the light guide unit. 導光体ユニットが一体成形されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の光源ユニット。   The light source unit according to any one of claims 1 to 8, wherein the light guide unit is integrally formed. 請求項1から9のいずれか一項に記載の光源ユニットと、
前記導光体ユニットの出射面に対向配置されて、該出射面から出射された光を制御する光学シートとを備えたことを特徴とするバックライトユニット。
The light source unit according to any one of claims 1 to 9,
A backlight unit comprising: an optical sheet that is disposed to face the emission surface of the light guide unit and that controls light emitted from the emission surface.
前記光源ユニットと前記光学シートとの間には、光拡散粒子を混入した光拡散板が設けられていることを特徴とする請求項10に記載のバックライトユニット。   The backlight unit according to claim 10, wherein a light diffusion plate mixed with light diffusion particles is provided between the light source unit and the optical sheet. 前記光源ユニットと前記光拡散板との間に、
透光性基材と該透光性基材の入射面側に配設された光反射層とを有していて、該光反射層は光を透過する開口部及び光を反射させる光反射部を備えた光制御シートとを備え、
前記導光体の出射面を透過する光の照度または輝度の高い領域では前記光制御シートの開口部の面積を小さくし、照度または輝度の低い領域では前記開口部の面積を大きく設定したことを特徴とする請求項11に記載のバックライトユニット。
Between the light source unit and the light diffusion plate,
A light-transmitting substrate and a light-reflecting layer disposed on the incident surface side of the light-transmitting substrate, the light-reflecting layer having an opening that transmits light and a light-reflecting portion that reflects light And a light control sheet with
The area of the opening of the light control sheet is reduced in a region with high illuminance or brightness of light transmitted through the light exit surface of the light guide, and the area of the opening is set large in a region with low illuminance or brightness. The backlight unit according to claim 11.
請求項10から12のいずれか一項に記載のバックライトユニットと、前記光学シートの出射面側に配置されて、前記バックライトユニットからの光を表示光として画像表示を行う画像表示部とからなることを特徴とするディスプレイ装置。   The backlight unit according to any one of claims 10 to 12, and an image display unit that is disposed on an emission surface side of the optical sheet and displays an image using light from the backlight unit as display light. A display device characterized by comprising:
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