JP2011034770A - Light emitting device and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置及び表示装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a display device.
近年、テレビジョン受像機等の画像表示装置においては、表示パネルの大型化に伴い、表示パネルの直下に複数の発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)が配置されたバックライト型の発光装置が利用されることが多い。LEDはその指向特性により、LEDの中央付近ほど明るく光る特性を有する。このため、表示パネルを照明するまでに十分に光を拡散させ、表示パネルにおける輝度ムラを低減させることが要求される。 2. Description of the Related Art In recent years, in an image display device such as a television receiver, a backlight type light emitting device in which a plurality of light emitting diodes (LEDs) are arranged immediately below the display panel is used with an increase in the size of the display panel. Often done. Due to the directivity of the LED, the LED shines brighter near the center of the LED. For this reason, it is required that light is sufficiently diffused before the display panel is illuminated to reduce luminance unevenness in the display panel.
輝度ムラの発生を防止する方法としては、例えば、下記の特許文献1,2に記載された技術がある。特許文献1には、内面反射を低減させるレンズ形状とすることにより拡散性を向上させる技術が記載されている。また、特許文献2には、光の反射面と出射面を交互に配置し、LEDの直上から抜ける光量を抑制する技術が記載されている。 As a method for preventing the occurrence of luminance unevenness, for example, there are techniques described in Patent Documents 1 and 2 below. Patent Document 1 describes a technique for improving diffusibility by forming a lens shape that reduces internal reflection. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes a technique of alternately arranging light reflecting surfaces and light emitting surfaces to suppress the amount of light emitted from directly above the LED.
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、内面反射を低減させるために、LED側のレンズ凹面を深く急峻に形成する必要があり、結果としてレンズの厚みが増大してしまう問題がある。また、レンズ面での屈折によってLED直上から離れる方向に光線を向かわせようとしてもその角度に限度があり、内面反射を低減させたとしても、出射面で界面反射した光線が発光素子側の面で反射して出射されてしまうため、LEDの直上の輝度が高くなり、輝度ムラを改善することは困難である。 However, in the technique described in Patent Document 1, it is necessary to form the lens concave surface on the LED side deeply and steeply in order to reduce internal reflection, resulting in a problem that the thickness of the lens increases. Even if the light beam is directed in a direction away from immediately above the LED by refraction at the lens surface, there is a limit to the angle, and even if the internal reflection is reduced, the light beam that has been interface-reflected on the output surface is the surface on the light emitting element side. Therefore, it is difficult to improve the luminance unevenness.
また、特許文献2に記載された技術は、光線をコリメートさせることを目的としており、光を拡散させるものではないため、テレビジョン受像機等の表示パネルに直接適用することはできない。また、階段状の反射面で反射された光が更に反射されて望ましくない方向に出射されてしまうため、輝度ムラ、輝度バラツキの発生を抑えることは困難である。 Moreover, the technique described in Patent Document 2 is intended to collimate light rays and does not diffuse light, and thus cannot be directly applied to a display panel such as a television receiver. Further, since the light reflected by the step-like reflecting surface is further reflected and emitted in an undesired direction, it is difficult to suppress the occurrence of uneven brightness and unevenness in brightness.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、発光素子から出射された光による輝度ムラの発生を最小限に抑えることが可能な、新規かつ改良された発光装置及び表示装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a novel and capable of minimizing the occurrence of luminance unevenness due to light emitted from the light emitting element. An object of the present invention is to provide an improved light emitting device and display device.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、平面上に配置され平面の法線方向に光の出射方向を向けた発光素子と、前記発光素子上に配置された円形のレンズであって、円形の中心が前記発光素子から出射される光の光軸と一致するように配置され、前記発光素子から出射された光を屈折させて出射するとともに、前記発光素子から出射された光の一部が内面反射されるレンズと、前記レンズの光の出射面に設けられ、前記光軸を中心とする環状の透過屈折面と、前記光軸を中心とする環状の反射面とが交互に配置され、前記透過屈折面により前記発光素子から出射された光を屈折させて出射し、前記反射面により前記発光素子から出射された光を内面反射させる第1の領域と、前記レンズの光の出射面に設けられ、前記光軸に対して前記第1の領域よりも外側に形成され、前記発光素子から出射された光を屈折させて出射するとともに、前記第1の領域の前記反射面で内面反射された光を反射させて前記発光素子が配置された平面側へ向かわせる第2の領域と、を備える、発光装置が提供される。 In order to solve the above-described problems, according to one aspect of the present invention, a light emitting element disposed on a plane and having a light emitting direction directed in a normal direction of the plane, and a circular lens disposed on the light emitting element The circular center is arranged so as to coincide with the optical axis of the light emitted from the light emitting element, and the light emitted from the light emitting element is refracted and emitted and emitted from the light emitting element. A lens in which a part of the light is internally reflected; an annular transmission / refractive surface centered on the optical axis; and an annular reflective surface centered on the optical axis. Alternately arranged, refracting and emitting light emitted from the light emitting element by the transmission refracting surface, and internally reflecting the light emitted from the light emitting element by the reflecting surface; and Provided on the light exit surface, And formed outside the first region, refracts and emits the light emitted from the light emitting element, and reflects the light internally reflected by the reflecting surface of the first region to reflect the light. There is provided a light emitting device comprising: a second region directed toward a plane side on which the light emitting element is disposed.
また、前記発光素子が配置される前記平面上に前記発光素子を被覆しない形状の乱反射部材が配置されたものであってもよい。 Moreover, the irregular reflection member of the shape which does not coat | cover the said light emitting element may be arrange | positioned on the said plane where the said light emitting element is arrange | positioned.
また、前記レンズを構成する面のうち前記発光素子が配置される平面側の面に微細な凹凸形状からなる乱反射面が設けられたものであってもよい。 Moreover, the irregular reflection surface which consists of fine uneven | corrugated shape may be provided in the surface of the plane side where the said light emitting element is arrange | positioned among the surfaces which comprise the said lens.
また、前記レンズを構成する面のうち前記発光素子が配置される平面側の面に前記光軸を中心とする環状の突起形状が設けられたものであってもよい。 In addition, an annular protrusion shape centering on the optical axis may be provided on a surface on the flat surface side where the light emitting element is arranged among the surfaces constituting the lens.
また、前記第1の領域において、前記透過屈折面と前記反射面とが階段状に設けられたものであってもよい。 In the first region, the transmission refracting surface and the reflecting surface may be provided stepwise.
また、前記第2の領域において、前記レンズの光の出射面が連続する曲面で構成されたものであってもよい。 In the second region, the light exit surface of the lens may be a continuous curved surface.
また、前記透過屈折面の傾斜角θaと前記透過屈折面aに対し光軸側に隣接する前記反射面の傾斜角θbの関係は下記の(式1)を満たすものであってもよい。
(式1) θa≧−π/2+2・θb+θ1
但し、θa:光軸と透過屈折面の法線がなす角(透過屈折面の傾斜角)
θb:光軸と反射面の法線がなす角(反射面の傾斜角)
θ1:発光素子中心から発した光線が反射面に入射する際に光軸となす角
とする。
Further, the relationship between the inclination angle θa of the transmission refracting surface and the inclination angle θb of the reflection surface adjacent to the transmission refracting surface a on the optical axis side may satisfy the following (Equation 1).
(Formula 1) θa ≧ −π / 2 + 2 + θb + θ1
Where θa: angle formed by the normal of the optical axis and the transmission refractive surface (tilt angle of the transmission refractive surface)
θb: angle formed by the normal of the optical axis and the reflecting surface (inclination angle of the reflecting surface)
θ 1 is an angle formed by the optical axis when a light beam emitted from the center of the light emitting element enters the reflecting surface.
また、前記反射面の傾斜角θbと前記反射面に対し光軸側に隣接する前記透過屈折面の傾斜角θaの関係は下記の(式2)を満たすものであってもよい。
(式2) θb≦π/2+θa−sin−1{n・sin(θ1+θa)}
但し、θa:光軸と透過屈折面の法線がなす角(透過屈折面の傾斜角)
θb:光軸と反射面の法線がなす角(反射面の傾斜角)
θ1:発光素子中心から発した光線が透過屈折面に入射する際に光軸となす角
n:レンズの屈折率
とする。
Further, the relationship between the inclination angle θb of the reflection surface and the inclination angle θa of the transmission refracting surface adjacent to the reflection surface on the optical axis side may satisfy the following (Equation 2).
(Formula 2) θb ≦ π / 2 + θa−sin −1 {n · sin (θ1 + θa)}
Where θa: angle formed by the normal of the optical axis and the transmission refractive surface (tilt angle of the transmission refractive surface)
θb: angle formed by the normal of the optical axis and the reflecting surface (inclination angle of the reflecting surface)
θ 1 : Angle formed by the optical axis when light emitted from the center of the light-emitting element enters the refracting refractive surface n: Refractive index of the lens.
また、前記発光素子から出射される光は前記光軸の方向にその最大強度をもち、前記光軸に対して45°の角度範囲内の光が前記出射面に入射する領域に、前記第1の領域が含まれるものであってもよい。 The light emitted from the light emitting element has a maximum intensity in the direction of the optical axis, and the first light is incident on a region where light within an angle range of 45 ° with respect to the optical axis is incident on the emission surface. These areas may be included.
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、画像を表示する表示パネルと、平面上に配置され平面の法線方向に光の出射方向を向けた複数の発光素子と、各発光素子上に配置された円形のレンズであって、円形の中心が前記発光素子から出射される光の光軸と一致するように配置され、前記発光素子から出射された光を屈折させて出射するとともに、前記発光素子から出射された光の一部が内面反射されるレンズと、前記レンズの光の出射面に設けられ、前記光軸を中心とする環状の透過屈折面と、前記光軸を中心とする環状の反射面とが交互に配置され、前記透過屈折面により前記発光素子から出射された光を屈折させて出射し、前記反射面により前記発光素子から出射された光を内面反射させる第1の領域と、前記レンズの光の出射面に設けられ、前記光軸に対して前記第1の領域よりも外側に形成され、前記発光素子から出射された光を屈折させて出射するとともに、前記第1の領域の前記反射面で内面反射された光を反射させて前記発光素子が配置された平面側へ向かわせる第2の領域と、を有し、前記表示パネルを背面から照射する面光源と、を備える、表示装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a display panel for displaying an image, and a plurality of light emitting elements arranged on a plane and having a light emitting direction directed in a normal direction of the plane And a circular lens disposed on each light emitting element, the circular center being arranged so as to coincide with the optical axis of the light emitted from the light emitting element, and refracting the light emitted from the light emitting element And a lens in which a part of the light emitted from the light emitting element is internally reflected, an annular transmission refracting surface centered on the optical axis, provided on the light emission surface of the lens, Lights emitted from the light emitting element by the reflecting surface are arranged alternately with annular reflecting surfaces centered on the optical axis, refracted and emitted from the light emitting element by the transmission refracting surface. A first region for reflecting the inner surface; The light is emitted from the light emitting element, is formed outside the first region with respect to the optical axis, refracts the light emitted from the light emitting element, and emits the light from the first region. A second region that reflects the light internally reflected by the reflecting surface and directs the light toward a flat surface on which the light emitting element is disposed, and a surface light source that irradiates the display panel from the back. A display device is provided.
また、前記発光素子が配置される前記平面上に前記発光素子を被覆しない形状の乱反射部材が配置されたものであってもよい。 Moreover, the irregular reflection member of the shape which does not coat | cover the said light emitting element may be arrange | positioned on the said plane where the said light emitting element is arrange | positioned.
また、前記レンズを構成する面のうち前記発光素子が配置される平面側の面に微細な凹凸形状からなる乱反射面が設けられたものであってもよい。 Moreover, the irregular reflection surface which consists of fine uneven | corrugated shape may be provided in the surface of the plane side where the said light emitting element is arrange | positioned among the surfaces which comprise the said lens.
また、前記レンズを構成する面のうち前記発光素子が配置される平面側の面に前記光軸を中心とする環状の突起形状が設けられたものであってもよい。 In addition, an annular protrusion shape centering on the optical axis may be provided on a surface on the flat surface side where the light emitting element is arranged among the surfaces constituting the lens.
また、前記第1の領域において、前記透過屈折面と前記反射面とが階段状に設けられたものであってもよい。 In the first region, the transmission refracting surface and the reflecting surface may be provided stepwise.
また、前記第2の領域において、前記レンズの光の出射面が連続する曲面で構成されたものであってもよい。 In the second region, the light exit surface of the lens may be a continuous curved surface.
また、前記透過屈折面の傾斜角θaと前記透過屈折面aに対し光軸側に隣接する前記反射面の傾斜角θbの関係は下記の(式1)を満たすものであってもよい。
(式1) θa≧−π/2+2・θb+θ1
但し、θa:光軸と透過屈折面の法線がなす角(透過屈折面の傾斜角)
θb:光軸と反射面の法線がなす角(反射面の傾斜角)
θ1:発光素子中心から発した光線が反射面に入射する際に光軸となす角
とする。
Further, the relationship between the inclination angle θa of the transmission refracting surface and the inclination angle θb of the reflection surface adjacent to the transmission refracting surface a on the optical axis side may satisfy the following (Equation 1).
(Formula 1) θa ≧ −π / 2 + 2 + θb + θ1
Where θa: angle formed by the normal of the optical axis and the transmission refractive surface (tilt angle of the transmission refractive surface)
θb: angle formed by the normal of the optical axis and the reflecting surface (inclination angle of the reflecting surface)
θ 1 is an angle formed by the optical axis when a light beam emitted from the center of the light emitting element enters the reflecting surface.
また、前記反射面の傾斜角θbと前記反射面に対し光軸側に隣接する前記透過屈折面の傾斜角θaの関係は下記の(式2)を満たすものであってもよい。
(式2) θb≦π/2+θa−sin−1{n・sin(θ1+θa)}
但し、θa:光軸と透過屈折面の法線がなす角(透過屈折面の傾斜角)
θb:光軸と反射面の法線がなす角(反射面の傾斜角)
θ1:発光素子中心から発した光線が透過屈折面に入射する際に光軸となす角
n:レンズの屈折率
とする。
Further, the relationship between the inclination angle θb of the reflection surface and the inclination angle θa of the transmission refracting surface adjacent to the reflection surface on the optical axis side may satisfy the following (Equation 2).
(Formula 2) θb ≦ π / 2 + θa−sin −1 {n · sin (θ1 + θa)}
Where θa: angle formed by the normal of the optical axis and the transmission refractive surface (tilt angle of the transmission refractive surface)
θb: angle formed by the normal of the optical axis and the reflecting surface (inclination angle of the reflecting surface)
θ 1 : Angle formed by the optical axis when light emitted from the center of the light-emitting element enters the refracting refractive surface n: Refractive index of the lens.
また、前記発光素子から出射される光は前記光軸の方向にその最大強度をもち、前記光軸に対して45°の角度範囲内の光が前記出射面に入射する領域に、前記第1の領域が含まれるものであってもよい。 The light emitted from the light emitting element has a maximum intensity in the direction of the optical axis, and the first light is incident on a region where light within an angle range of 45 ° with respect to the optical axis is incident on the emission surface. These areas may be included.
本発明によれば、発光素子から出射された光による輝度ムラの発生を最小限に抑えることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to minimize the occurrence of luminance unevenness due to the light emitted from the light emitting element.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
1.第1の実施形態
(1)本発明の各実施形態にかかる表示装置の全体構成
(2)第1の実施形態に係るレンズの構成
2.第2の実施形態
(1)第2の実施形態に係るレンズの構成
3.第1の領域の大きさを設定する手法について
4.輝度分布のシミュレーション結果
The description will be made in the following order.
1. 1. First embodiment (1) Overall configuration of display device according to each embodiment of the present invention (2) Lens configuration according to the first embodiment Second Embodiment (1) Configuration of Lens According to Second Embodiment 3. 3. Method for setting the size of the first region Results of luminance distribution simulation
1.第1の実施形態
[(1)本発明の各実施形態にかかる表示装置の全体構成]
図1は、本発明の各実施形態にかかる画像表示装置100の構成を示す斜視図である。また、図2は、画像表示装置100の構成を示す断面図であって、図1中の一点鎖線I−I’に沿った断面を示している。画像表示装置100は、筐体102の内部に所要の各部が配置されてなる。筐体102は、フロントパネル104とリアパネル106を備えている。フロントパネル104とリアパネル106は前後で結合されている。
1. First Embodiment [(1) Overall Configuration of Display Device According to Each Embodiment of Present Invention]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an
筐体102のフロントパネル104には、前後に貫通された開口が形成され、該開口を内側から閉塞する位置に画像を表示する表示パネル200が配置されている。表示パネル200は、例えば、透過型のカラー液晶パネルを前後から2枚の偏光板で挟みこむことにより構成され、アクティブマトリックス方式で駆動することでフルカラー映像を表示する。表示パネル200は液晶パネルに限定されるものではなく、本実施形態は面発光光源により裏面から照射される全ての表示パネル200に適用することができるが、以下の説明では表示パネル200として液晶パネルを例示する。
The
図2に示すように、筐体102の内部には面光源装置(バックライト、発光装置)300が配置されている。面光源装置300は、筐体302に所要の各部が配置されてなる。筐体302は、熱伝導性の高い金属材料等により、表示装置100の前後方向に扁平な、前方に開口された箱状に形成されている。筐体302の前端部には光学シート308と拡散板320が取り付けられている。
As shown in FIG. 2, a surface light source device (backlight, light emitting device) 300 is arranged inside the
光学シート308は、後述する発光ダイオード330から出射された光を屈折させて所定の方向へ導くプリズムシート、偏光方向を変換する偏光方向変換シート等の所定の光学機能を有する各種のシートが層状に配置されて構成されている。
The
光学シート308は拡散板320の前面に貼り付けられ、拡散板320は発光ダイオード330に対向して配置されている。拡散板320は発光ダイオード330から出射された光を筐体302の内部で拡散して表示パネル200を裏面から照射し、表示パネル200における輝度バラツキの低減を図る機能を有する。
The
筐体302の底面には、回路基板310が配置されている。回路基板310には複数の発光ダイオード330がマトリクス状に配置されている。
A
発光ダイオード330は、例えば白色の光を出射するものであるが、白色の光を出射するものに限られることはなく、赤色、青色、緑色の光を出射するものであってもよい。例えば、一組の発光ユニットとして構成された、赤色の光を出射する発光ダイオード330と青色の光を出射する発光ダイオード330と2つの緑色の光を出射する発光ダイオード330とがマトリクス状に複数配置されていても良い。このように、発光ダイオード330の数及び出射する光の色に関しては任意である。
The
発光ダイオード330よりも表示パネル200側には、個々の発光ダイオード330に対してレンズ340が装着されている。レンズ340は、例えばアクリル等の透明な樹脂材料から構成されている。
発光ダイオード330の光を拡散板320に直接照射すると、発光ダイオード330の点光源の領域が表示画面に現れてしまい、表示パネル200の面内での輝度にバラツキが生じてしまう。しかし、レンズ340を介して拡散板320を照射することで、表示画面上に点光源の領域が現れてしまうことを確実に抑止できる。また、レンズ340を介して発光ダイオード330の光を拡散板320へ照射することで、表示画面上で点光源の領域が生じることを抑止できるため、発光ダイオード330と拡散板320とを近接させることができ、表示装置100の薄型化を図ることができる。
When the light from the
図3は、表示装置100の構成を示す機能ブロック図である。表示装置100は、カラーフィルタ基板、液晶層などを有する表示パネル200、表示パネル200の背面側に配置される面光源装置300、表示パネル200及び面光源装置300を制御する制御部400、並びに、電源供給部410により構成されている。なお、制御部400、電源供給部410については、表示装置100と一体に構成されていても良いし、表示装置100とは別体に構成されていても良い。
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the configuration of the
表示装置100は、画像信号に対応する原画像を所定の表示領域(表示パネル200の表示部202に対応する領域)に表示する。なお、表示装置100に入力される入力画像信号は、例えば、60Hzのフレームレートの画像(フレーム画像)に対応するものである。
The
表示パネル200は、面光源装置300からの白色光を透過させる開口部が複数配列されている表示部202を備えている。また、表示パネル200は、表示部202の開口部それぞれに設けられているトランジスタ(TFT:Thin Film Transistor(不図示))に駆動信号を送出するソースドライバ204及びゲートドライバ206を備えている。
The
表示部202の開口部を通過した白色光は、カラーフィルタ基板(不図示)上に形成されているカラーフィルタによって赤色、緑色、または青色の光に変換される。この赤色、緑色、および青色の光を発する3つの開口部からなる組が表示部202の1画素に対応する。
White light that has passed through the opening of the
面光源装置300は、表示部202に対応する発光領域において白色光を発する。面光源装置300の発光領域を複数のブロック(領域)に分割し、分割された複数のブロックのそれぞれについて個別に発光を制御しても良い(分割発光駆動)。
The surface
制御部400は、表示輝度算出部402、光源制御部404、および表示パネル制御部406により構成される。表示輝度算出部402には、各フレーム画像に対応する画像信号が供給される。表示輝度算出部402は、供給された画像信号からフレーム画像の輝度分布を求め、さらにフレーム画像の輝度分布から、ブロックごとに、必要な表示輝度を算出する。算出された表示輝度は、光源制御部404及び表示パネル制御部406に供給される。
The
光源制御部404は、表示輝度算出部402から供給された表示輝度に基づいて、面光源装置300のバックライト輝度を算出する。分割発光駆動を行う場合、光源制御部404は、表示輝度算出部402から供給された各ブロックの表示輝度に基づいて、面光源装置300の各ブロックにおけるバックライト輝度を算出する。そして、光源制御部404は、PWM(Pulse Width Modulation)制御により、算出されたバックライト輝度となるように、各ブロックの発光ダイオード330の発光量を制御する。このように、入力画像信号に応じて面光源装置300の発光輝度をブロック毎に制御することで、表示パネル200に表示される画像に応じた最適な発光が可能となる。
The light
また、光源制御部404は、バックライト300内に配置されているセンサによって検出された各ブロックの発光輝度または色度に基づいて、発光輝度または色度の補正を行うための発光制御も行う。ここで、センサは、照度センサまたはカラーセンサなどである。
The light
光源制御部404で算出された面光源装置300の各ブロックのバックライト輝度は、表示パネル制御部406に供給される。表示パネル制御部406は、表示輝度算出部402から供給されるブロック毎の表示輝度と、光源制御部404から供給されるブロックごとのバックライト輝度に基づいて、表示部202の各画素の液晶開口率を算出する。そして、表示パネル制御部406は、算出された液晶開口率となるように、表示パネル200のソースドライバ204およびゲートドライバ206に駆動信号を供給し、表示部202の各画素のTFTを駆動制御する。また、電源供給部410は、表示装置100の各部に所定の電源を供給する。
The backlight luminance of each block of the surface
[(2)第1の実施形態に係るレンズの構成]
図4は、図2中の領域A1における、発光ダイオード330の周辺を拡大して示す断面図である。発光ダイオード330は、回路基板310上に実装されており、その平面形状は例えば正方形とされている。発光ダイオード330には発光部330aが設けられている。図4に示すように、発光部330aを通り、回路基板310の面に対して垂直な直線を発光ダイオード330の光軸Lとする。
[(2) Configuration of Lens According to First Embodiment]
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the
発光ダイオード330の上部には、レンズ340が配置されている。レンズ340は、個々の発光ダイオード330に対応して1つずつ設けられている。レンズ340は、表示パネル200側から見た場合に、その外形が円形とされており、円形の外形の中心は光軸Lの位置と一致している。
A
レンズ340の表示パネル200側の面341は、発光ダイオード330の光を出射する出射面とされている。面341には、光軸Lの近傍に、発光ダイオード330側に凹んだ凹部342が設けられている。凹部342は、光軸Lを中心して回転対称な曲面から構成されている。また、レンズ340の発光ダイオード330側には、光軸Lを中心して回転対称な曲面から構成された屈折面344が設けられている。レンズ340の発光ダイオード330側の面345は、平面からなり、屈折面344は面345に対して凹状に形成されている。
A
図4では、発光ダイオード330から出射された光がレンズ340にて屈折されて表示パネル200側へ向かう様子を示している。図4に示すように、発光ダイオード330の発光部330aから出射された光は、放射状に進み、先ず屈折面344において、光軸Lとのなす角度がより広くなる方向、すなわち光の進行方向が回路基板310の面方向により近くなる方向に屈折する。屈折面344で屈折された光は、レンズ340の中を進み、面341から出射される。
FIG. 4 shows a state where light emitted from the
図4に示すように、レンズ340の面341には、光軸Lを中心として第1の領域と第2の領域が規定されている。第1の領域は、光軸Lを中心とする所定の半径の円で規定される領域である。また、第2の領域は、第1の領域よりも外側の領域である。
As shown in FIG. 4, a first region and a second region are defined on the
本実施形態では、レンズ340に入射した光が面341から出射する際に、第1の領域と第2の領域とで異なる挙動を示すように面341の表面形状を規定している。図5は、第1の領域における面341の形状を示す模式図である。図5に示すように、第1の領域では、面341が階段状とされ、回路基板310の面方向(光軸Lと直交する方向)に対して傾斜の緩い透過屈折面346と傾斜の急な反射面348が交互に階段状に設けられる。透過屈折面346及び反射面348は、表示パネル200側から見た場合に、いずれも光軸Lを中心として環状に設けられている。
In the present embodiment, the surface shape of the
図6及び図7は、第1の領域の面341を拡大して示す模式図である。図6に示すように、透過屈折面346は、その法線が光軸Lとなす角度θaが比較的小さく、光軸Lと直交する方向に対する傾斜が緩いため、透過屈折面346に入射した光は透過屈折面346で屈折して表示パネル200側へ出射される。なお、透過屈折面346に入射した光のごく一部は、界面反射光として透過屈折面346で反射されるが、光線の殆どは表示パネル200側へ出射される。
6 and 7 are schematic views showing an
一方、図7に示すように、反射面348は、その法線が光軸Lとなす角度θaが比較的大きく、光軸Lと直交する方向に対する傾斜が急であるため、反射面348に入射した光は反射面348で全反射される。そして、図7に示すように、反射面348で反射された光は、レンズ340の外形の方向(光軸と直交する方向)に向かって進む。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the
これにより、発光ダイオード330の発光部330aから出射されて第1の領域の面341に入射した光線の一部は、反射面348で反射されることによって、面341から表示パネル200側には出射されない状態となる。従って、第1の領域内の面341からの出射光を低減することができ、第1の領域からの出射光の強度が強くなることによる輝度のムラを確実に抑えることが可能である。
As a result, a part of the light beam emitted from the
通常、発光ダイオード330から出射される光の強度は、光軸Lの近辺の光線ほど強くなる。本実施形態では、光の強度が高くなる第1の領域において、光線の一部を反射面348で反射させて、表示パネル200側に出射しないようにしている。従って、光軸Lの近辺に光の強度の高い出射光が集中することによる輝度ムラの発生を確実に抑えることが可能である。
In general, the intensity of light emitted from the
図4に示すように、第1の領域に設けられた反射面348で反射した光線は、レンズ340の外形の方向(光軸と直交する方向)に向かって進み、第2の領域の面341に入射する。そして、反射面348で反射した光線は、第2の領域の面341で更に反射されて、回路基板310側の面345に向かって進む。また、透過屈折面346で反射した界面反射光も、回路基板310側の面345に向かって進む。そして、反射面348からの全反射光及び透過屈折面346の界面反射光は、レンズ330の外縁の近辺で面345に入射する。
As shown in FIG. 4, the light beam reflected by the reflecting
面345には、乱反射面が形成されている。乱反射面は、例えば面345に微細な凹凸面を形成することによって構成される。レンズ340が樹脂成形品で成形される場合、金型にサンドブラスト処理を施すことによって、面345に乱反射面(梨地面)を設けることができる。これにより、反射面348からの全反射光及び透過屈折面346からの界面反射光は、乱反射面で乱反射されて、レンズ340内で拡散される。従って、光軸Lの近傍の強度の強い光を反射面348で反射させて、更にレンズ340内で拡散させることができるため、表示パネル200側からレンズ340を見た場合に、特定の領域で輝度にピークが生じてしまうことを抑止することができる。
An irregular reflection surface is formed on the
また、回路基板310上には、発光ダイオード330を被覆しない形状の乱反射部材352が配置されている。乱反射部材352は、面345の乱反射面と同様に、レンズ340から入射した光線を乱反射させる。従って、レンズ340の内部から面345を透過した光線については、乱反射部材352で乱反射させることにより、光線が面341から再び出射されることを抑止でき、輝度のピークが生じてしまうことを特徴とするを回避できる。
In addition, an irregular reflection member 352 having a shape that does not cover the
一方、第2の領域では、面341は、図4に示すような連続した曲面で形成されている。そして、第2の領域の面341に対しては、光軸Lとのなす角度がより大きい光線が入射する。このため、第2の領域では、面341に対して浅い角度で光が入射するため、面341に入射した光線は面341で屈折されて表示パネル200側へ出射される。そして、第2の領域で面341に入射する光線は、第1の領域で面341に入射する光線よりも光の強度が低い。このため、光線の全てを面341から表示パネル200の方向に出射させたとしても、第2の領域での輝度が過度に高くなることはなく、輝度バラツキの要因とはならない。従って、第1の領域では面341に入射した光線の一部を反射面348で反射させ、第2の領域では、面341に入射した光線を表示パネル200側へ出射させることで、レンズ340から表示パネルへ出射される光線の輝度ムラの発生を確実に抑止できる。
On the other hand, in the second region, the
図7において、光軸Lに対して環状に設けられた透過屈折面346の傾斜角θaと透過屈折面346に対し光軸側に隣接する環状の反射面348の傾斜角θbの関係は、以下の式(1)を満たすものとする。
θa≧−π/2+2・θb+θ1
なお、式(1)において、
θa:光軸Lと環状の透過屈折面346の法線がなす角(透過屈折面346の傾斜角)
θb:光軸Lと環状の反射面348の法線がなす角(反射面348の傾斜角)
θ1:発光ダイオード330の発光部330aの中心から発した光線が環状の反射面348に入射する際に光軸となす角
である。
In FIG. 7, the relationship between the inclination angle θa of the
θa ≧ −π / 2 + 2 + θb + θ1
In formula (1),
θa: an angle formed by the normal line of the optical axis L and the annular transmission refracting surface 346 (inclination angle of the transmission refracting surface 346)
θb: angle formed by the normal of the optical axis L and the annular reflecting surface 348 (inclination angle of the reflecting surface 348)
θ1: An angle formed by the optical axis when a light beam emitted from the center of the
式(1)を満たすことにより、反射面348で反射された光線は、外側に隣接する透過屈折面346に入射することがなく、反射面348で反射された光を確実にレンズ340の外形の方向に向かわせることが可能である。ここで、反射面348で反射された光線が、外側に隣接する透過屈折面346へ入射してしまうと、光線が更に透過屈折面346で反射されて面345の方向に向かって進む。この場合、光線が面345で反射されて再び第1の領域に戻り、表示パネル200側に出射されてしまい、光軸Lの近辺での輝度ムラの発生要因となる。従って、式(1)を満たすことで、反射面348で反射された光線が、レンズ340内で反射されて第1の領域に戻ってしまうことを確実に回避できる。
By satisfying the expression (1), the light beam reflected by the reflecting
また、図6において、光軸Lに対して環状に設けられた反射面348の傾斜角θbと、反射面348に対して光軸L側に隣接する透過屈折面346の傾斜角θaの関係は、以下の式(2)を満たすものとする。なお、式(2)において、nはレンズの屈折率である。また、θ1は、透過屈折面346に入射する光の方向と光軸Lとのなす角度である。
θb≦π/2+θa−sin−1{n・sin(θ1+θa)} ・・・(2)
In addition, in FIG. 6, the relationship between the inclination angle θb of the
θb ≦ π / 2 + θa−sin −1 {n · sin (θ1 + θa)} (2)
式(2)を満たすことにより、透過屈折面346から表示パネル200側に出射した光線が反射面348に入射してレンズ340の内部に侵入してしまうことを確実に抑止できる。従って、第1の領域において、透過屈折面346から出射された光を確実に表示パネル200に到達させることができ、透過屈折面346から出射した光線がレンズ340内に戻ることによる光軸Lの近傍での輝度の低下を抑えることができる。
By satisfying the expression (2), it is possible to reliably prevent the light emitted from the
図8は、反射面348で反射した光線が隣接する透過屈折面346で反射されて面345の方向に向かう様子を示す模式図である。図8に示すように、反射面348で反射された光線が透過屈折面346で反射されると、光線が面345に向かい、面345にて反射される。この場合、面345にて反射した光が再び面341に戻り、図9に示すように、面341から出射されてしまう場合があり、輝度ムラの要因となってしまう。本実施形態では、式(2)を満たすことにより、図8及び図9に示す状態が発生してしまうことを確実に抑えることが可能である。また、面345には乱反射面を設けているため、仮に反射面348で反射した光線が隣接する透過屈折面346で反射されて面345の方向に向かったとしても、乱反射面で乱反射させることにより、輝度ムラの発生を抑えることができる。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a state in which the light beam reflected by the reflecting
以上説明したように第1の実施形態によれば、発光ダイオード330の光を出射するレンズ340の出射面341を2つの領域に分け、光軸Lに近い第1の領域では透過屈折面346と反射面348の2つを交互に設けた。これにより、光の強度の強い光軸Lの近傍においては、反射面348で光を反射させることにより、輝度を低下させることができる。これにより、光軸Lの近傍で輝度が高くなることを抑えることができ、輝度にピークが生じてしまうことを抑止できる。また、第2の領域に入射する光線は強度が比較的低いため、面341に入射した光線を表示パネル200側へ出射させることで、レンズ340の周辺領域で輝度の低下を抑えることができ、輝度ムラの発生を確実に抑止できる。
As described above, according to the first embodiment, the
2.第2の実施形態
[(1)第2の実施形態に係るレンズの構成]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図10は、第2の実施形態に係るレンズ340の構成を示す模式図である。第2の実施形態に係るレンズ340の面341の形状は第1の実施形態と同様である。すなわち、第2の実施形態に係るレンズ340においても、第1の領域では、面341に反射面348と透過屈折面346が交互に設けられている。また、第2の領域では、面341が連続した曲面とされている。
2. Second Embodiment [(1) Configuration of Lens According to Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a
図10に示すように、第2の実施形態に係るレンズ340は、面345に突起形状350が設けられている。突起形状350は、光軸Lに対して環状に設けられ、反射面348で反射された光線をレンズ340の側面の外周方向に屈折させる機能を有する。
As shown in FIG. 10, the
第1の実施形態と同様に、第1の領域に設けられた反射面348で反射した光線は、レンズ340の外周の方向に進み、第2の領域の面341で反射されて、レンズ340の外形よりも内側の位置で面345に入射する。そして、突起形状350は、反射面348で反射した光線が面345に入射する領域の近辺に設けられている。第1の実施形態で説明したように、透過屈折面346からの界面反射光は、反射面348からの全反射光と同様の位置で面345へ入射するため、界面反射光も突起形状350に入射する。
Similar to the first embodiment, the light beam reflected by the reflecting
突起形状350へ入射した光線は、図10に示すように、レンズ340の外部へ出射される。図10に示すように、突起形状350は、反射面348からの全反射光及び透過屈折面346からの界面反射光のいずれもが、突起形状350で反射をすることなく透過する形状に設けられている。従って、面345に突起形状350を設けたことにより、反射面348で反射した光が面345で更に反射して面341の方向に戻ることを確実に回避できる。これにより、表示パネル200側からレンズ340側を見た場合に、反射面348の全反射光が表示パネル200側に戻ることによる輝度ムラの発生を確実に抑止できる。
The light beam incident on the
以上説明したように第2の実施形態によれば、レンズ340の面345に突起形状350を設けたことにより、反射面348で反射した光をレンズ340の側面または背面から出射させて排出することができる。従って、輝度ムラの要因となる光をレンズ340の外に排出することができるため、輝度ムラの発生を確実に抑止することが可能となる。
As described above, according to the second embodiment, by providing the
3.第1の領域の大きさを設定する手法について
図11は、第1及び第2の実施形態において、第1の領域と第2の領域の境界を設定する手法を説明するための模式図である。図11に示すように、発光ダイオード330から出射される光のうち、光軸Lに対する角度がθc以下の光線が面341から出射される領域を第1の領域とし、その外側を第2の領域とする。ここで、θcは、乱反射面345での全反射光のうち、その半分の光量に該当する光軸寄りの角度範囲とする。乱反射面での反射光が完全拡散の場合はθc=45°である。
3. FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a method for setting the boundary between the first region and the second region in the first and second embodiments. . As shown in FIG. 11, of the light emitted from the
これは、第1及び第2の実施形態では、第1の領域では発光ダイオード330の光を反射面348で全反射させて下側の面345で拡散光に変換させることになるが、拡散光の平均的な角度成分よりも平面345側に傾いた成分を変換してしまうと逆効果になるためである。
In the first and second embodiments, the light of the
図12は、光の強度を示す模式図である。反射光の光度をI(θ)とするとき、全光束Fは以下の式(3)で表すことができる。 FIG. 12 is a schematic diagram showing the intensity of light. When the luminous intensity of the reflected light is I (θ), the total luminous flux F can be expressed by the following formula (3).
反射光が完全拡散の場合は、I(θ)=cosθであり、全光束Fは以下の式(4)で表すことができる。 When the reflected light is completely diffused, I (θ) = cos θ, and the total luminous flux F can be expressed by the following equation (4).
F/2(全光束Fの半分の光量)に該当する光軸寄りの角度範囲をθcとすると、F/2は以下の式(5)で表すことができ、この結果θc=π/4=45°となる。 Assuming that the angle range near the optical axis corresponding to F / 2 (half the light amount of the total luminous flux F) is θc, F / 2 can be expressed by the following equation (5). As a result, θc = π / 4 = 45 °.
4.輝度分布のシミュレーション結果
次に、上述した第1及び第2の実施形態のレンズ340による輝度の分布について説明する。図13は、発光ダイオード330の光軸Lからの距離と輝度との関係のシミュレーション結果を示す模式図である。ここで、縦軸の輝度は、光軸Lの方向から(表示パネル200側から)発光ダイオード330を見た場合の輝度の分布を示す模式図である。図13において、0は光軸Lの位置を示している。図13の特性に示すように、光軸Lから離れるほど輝度は低下する。
4). Next, the luminance distribution by the
図13では、第1の実施形態のレンズ340による輝度分布(図13中において○で示す)、第2の実施形態のレンズ340による輝度分布(図13中において△で示す)、比較例のレンズによる輝度分布(図13中において×で示す)をそれぞれ示している。ここで、比較例は、図14に示す形状のレンズでの輝度分布のシミュレーション結果を示している。図14に示すレンズは、前述した特許文献1に記載されたレンズに相当するものであり、面341が連続した曲面で形成されているものである。
In FIG. 13, the luminance distribution by the
図13に示すように、第1及び第2の実施形態のレンズ340を用いた場合は、第1の領域の反射面348で光線が反射されるため、光軸Lの近辺の輝度を低下させることができる。従って、光軸Lの周辺で輝度のピークが発生することを抑えることができ、表示パネル200の面方向において、輝度のムラ、輝度のバラツキの発生を最小限に抑えることができる。
As shown in FIG. 13, when the
一方、比較例のレンズ340では、光軸Lの近辺の光は、基本的に面341では全反射されないため、発光ダイオード330から出射された光は、面341で屈折された後、表示パネル200側へ出射される。上述したように、光軸Lの近辺では光の強度(光度)が高いため、比較例のレンズ340では、光軸Lの近辺の光線が表示パネル200側へ出射されることにより、光軸Lの近辺の輝度が高くなり、輝度にムラが生じてしまう。
On the other hand, in the
図15は、隣接して配置される4つの発光ダイオード330について、輝度の分布を示す特性図であり、縦軸は輝度を示している。また、図16は、表示パネル200側から回路基板310及びレンズ340を見た状態を示す平面図である。図16に示すように、レンズ340は、発光ダイオード330の位置に対応してマトリクス状に配置される。そして、図15は、図16に示す領域B内の4つの発光ダイオード330及びレンズ340による輝度の分布を示している。ここで、図15(A)は、図14に示す比較例のレンズによる輝度の分布を示している。また、図15(B)は、第1の実施形態のレンズ340による輝度の分布を示しており、図15(C)は、第2の実施形態のレンズ340による輝度の分布を示している。このように、図15の結果によれば、比較例に対して、第1の実施形態のレンズ340を使用した場合は、4つの発光ダイオード340による輝度のピークを低下させることができる。また、第2の実施形態のレンズ340を使用した場合は、輝度のピークを更に低下させることができる。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing the luminance distribution of four light emitting
また、図17は、図16中の一点鎖線I−I’に沿った発光ダイオード330のうち、中央に位置する6つの発光ダイオード330による輝度分布を示す特性図である。図13と同様に、図17では、第1の実施形態のレンズ340による輝度分布(図17中において○で示す)、第2の実施形態のレンズ340による輝度分布(図17中において△で示す)、及び図14の比較例のレンズによる輝度分布(図17中において×で示す)をそれぞれ示している。
FIG. 17 is a characteristic diagram showing the luminance distribution of the six
図17に示す特性においても、比較例に対して、第1の実施形態のレンズ340を使用した場合は、6つの発光ダイオード340による輝度のピークを低下させることができる。また、第2の実施形態のレンズ340を使用した場合は、輝度のピークを更に低下させることが可能である。なお、通常は、回路基板310の中心に比べて、周辺に向かうほど輝度は低下するため、図17の特性では、端に位置する発光ダイオード340の輝度は、中心よりも緩やかに低下している。
Also in the characteristics shown in FIG. 17, when the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
100 画像表示装置
200 表示パネル
300 面光源装置(バックライト)
330 発光ダイオード 340 レンズ
341 出射面
346 透過屈折面
348 反射面
DESCRIPTION OF
330
Claims (18)
前記発光素子上に配置された円形のレンズであって、円形の中心が前記発光素子から出射される光の光軸と一致するように配置され、前記発光素子から出射された光を屈折させて出射するとともに、前記発光素子から出射された光の一部が内面反射されるレンズと、
前記レンズの光の出射面に設けられ、前記光軸を中心とする環状の透過屈折面と、前記光軸を中心とする環状の反射面とが交互に配置され、前記透過屈折面により前記発光素子から出射された光を屈折させて出射し、前記反射面により前記発光素子から出射された光を内面反射させる第1の領域と、
前記レンズの光の出射面に設けられ、前記光軸に対して前記第1の領域よりも外側に形成され、前記発光素子から出射された光を屈折させて出射するとともに、前記第1の領域の前記反射面で内面反射された光を反射させて前記発光素子が配置された平面側へ向かわせる第2の領域と、
を備える、発光装置。 A light-emitting element disposed on a plane and directing the light emission direction in the normal direction of the plane;
A circular lens disposed on the light emitting element, the circular lens being disposed so that a center of the circle coincides with an optical axis of light emitted from the light emitting element, and refracting light emitted from the light emitting element. A lens that emits and part of the light emitted from the light emitting element is internally reflected;
An annular transmission / refractive surface centered on the optical axis and an annular reflection surface centered on the optical axis are alternately arranged on the light exit surface of the lens, and the light is emitted by the transmission / refractive surface. A first region that refracts and emits light emitted from the element, and internally reflects the light emitted from the light emitting element by the reflective surface;
Provided on the light exit surface of the lens, formed outside the first region with respect to the optical axis, and refracts and emits the light emitted from the light emitting element. A second region that reflects the light that is internally reflected by the reflecting surface of the light-emitting element toward the plane on which the light-emitting element is disposed;
A light emitting device comprising:
(式1) θa≧−π/2+2・θb+θ1
但し、θa:光軸と透過屈折面の法線がなす角(透過屈折面の傾斜角)
θb:光軸と反射面の法線がなす角(反射面の傾斜角)
θ1:発光素子中心から発した光線が反射面に入射する際に光軸となす角
とする。 2. The light emitting device according to claim 1, wherein a relationship between an inclination angle θa of the transmission refracting surface and an inclination angle θb of the reflection surface adjacent to the transmission refracting surface a on the optical axis side satisfies the following (Equation 1).
(Formula 1) θa ≧ −π / 2 + 2 + θb + θ1
Where θa: angle formed by the normal of the optical axis and the transmission refractive surface (tilt angle of the transmission refractive surface)
θb: angle formed by the normal of the optical axis and the reflecting surface (inclination angle of the reflecting surface)
θ 1 is an angle formed by the optical axis when a light beam emitted from the center of the light emitting element enters the reflecting surface.
(式2) θb≦π/2+θa−sin−1{n・sin(θ1+θa)}
但し、θa:光軸と透過屈折面の法線がなす角(透過屈折面の傾斜角)
θb:光軸と反射面の法線がなす角(反射面の傾斜角)
θ1:発光素子中心から発した光線が透過屈折面に入射する際に光軸となす角
n:レンズの屈折率
とする。 2. The light emitting device according to claim 1, wherein a relationship between an inclination angle θb of the reflection surface and an inclination angle θa of the transmission refracting surface adjacent to the reflection surface on the optical axis side satisfies the following (Equation 2).
(Formula 2) θb ≦ π / 2 + θa−sin −1 {n · sin (θ1 + θa)}
Where θa: angle formed by the normal of the optical axis and the transmission refractive surface (tilt angle of the transmission refractive surface)
θb: angle formed by the normal of the optical axis and the reflecting surface (inclination angle of the reflecting surface)
θ 1 : Angle formed by the optical axis when light emitted from the center of the light-emitting element enters the refracting refractive surface n: Refractive index of the lens.
平面上に配置され平面の法線方向に光の出射方向を向けた複数の発光素子と、各発光素子上に配置された円形のレンズであって、円形の中心が前記発光素子から出射される光の光軸と一致するように配置され、前記発光素子から出射された光を屈折させて出射するとともに、前記発光素子から出射された光の一部が内面反射されるレンズと、前記レンズの光の出射面に設けられ、前記光軸を中心とする環状の透過屈折面と、前記光軸を中心とする環状の反射面とが交互に配置され、前記透過屈折面により前記発光素子から出射された光を屈折させて出射し、前記反射面により前記発光素子から出射された光を内面反射させる第1の領域と、前記レンズの光の出射面に設けられ、前記光軸に対して前記第1の領域よりも外側に形成され、前記発光素子から出射された光を屈折させて出射するとともに、前記第1の領域の前記反射面で内面反射された光を反射させて前記発光素子が配置された平面側へ向かわせる第2の領域と、を有し、前記表示パネルを背面から照射する面光源と、
を備える、表示装置。 A display panel for displaying images,
A plurality of light emitting elements arranged on a plane and having a light emitting direction directed to a normal direction of the plane, and a circular lens disposed on each light emitting element, wherein a circular center is emitted from the light emitting element A lens disposed so as to coincide with the optical axis of the light, refracting and emitting the light emitted from the light emitting element, and a part of the light emitted from the light emitting element being internally reflected; An annular refracting surface centered on the optical axis and an annular reflecting surface centered on the optical axis are alternately arranged on the light exit surface, and emitted from the light emitting element by the transmissive refracting surface. The light is refracted and emitted, and is provided on the light emission surface of the lens, the first region for reflecting the light emitted from the light emitting element by the reflection surface on the inner surface, and the light axis Formed outside the first region, A second region that refracts and emits light emitted from the element and reflects the light internally reflected by the reflecting surface of the first region toward a plane side on which the light emitting element is disposed; And a surface light source for irradiating the display panel from the back surface,
A display device comprising:
(式1) θa≧−π/2+2・θb+θ1
但し、θa:光軸と透過屈折面の法線がなす角(透過屈折面の傾斜角)
θb:光軸と反射面の法線がなす角(反射面の傾斜角)
θ1:発光素子中心から発した光線が反射面に入射する際に光軸となす角
とする。 The display device according to claim 10, wherein a relationship between an inclination angle θa of the transmission refracting surface and an inclination angle θb of the reflection surface adjacent to the transmission refracting surface a on the optical axis side satisfies the following (Equation 1).
(Formula 1) θa ≧ −π / 2 + 2 + θb + θ1
Where θa: angle formed by the normal of the optical axis and the transmission refractive surface (tilt angle of the transmission refractive surface)
θb: angle formed by the normal of the optical axis and the reflecting surface (inclination angle of the reflecting surface)
θ 1 is an angle formed by the optical axis when a light beam emitted from the center of the light emitting element enters the reflecting surface.
(式2) θb≦π/2+θa−sin−1{n・sin(θ1+θa)}
但し、θa:光軸と透過屈折面の法線がなす角(透過屈折面の傾斜角)
θb:光軸と反射面の法線がなす角(反射面の傾斜角)
θ1:発光素子中心から発した光線が透過屈折面に入射する際に光軸となす角
n:レンズの屈折率
とする。 The display device according to claim 10, wherein a relationship between an inclination angle θb of the reflection surface and an inclination angle θa of the transmission refractive surface adjacent to the reflection surface on the optical axis side satisfies the following (Equation 2).
(Formula 2) θb ≦ π / 2 + θa−sin −1 {n · sin (θ1 + θa)}
Where θa: angle formed by the normal of the optical axis and the transmission refractive surface (tilt angle of the transmission refractive surface)
θb: angle formed by the normal of the optical axis and the reflecting surface (inclination angle of the reflecting surface)
θ 1 : Angle formed by the optical axis when light emitted from the center of the light-emitting element enters the refracting refractive surface n: Refractive index of the lens.
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