JP2011138698A - Surface light source device and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被照明体を照明する面光源装置、および該面光源装置を備える液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a surface light source device that illuminates an object to be illuminated, and a liquid crystal display device including the surface light source device.
液晶表示装置に用いられるバックライトとして、光源からの光を導光板の側端面から導入して、導光板の出射面から出射させるサイドライド型のバックライトが知られている。サイドライト型のバックライトは、直下型のバックライトと比較して薄型に構成できるという利点を有しているが、導光板の周囲に光源を配置するため、いわゆる額縁部分が大きくなるという欠点がある。 As a backlight used in a liquid crystal display device, a side-ride type backlight in which light from a light source is introduced from a side end surface of a light guide plate and is emitted from an output surface of the light guide plate is known. Sidelight-type backlights have the advantage that they can be made thinner than direct-type backlights, but they have the disadvantage of increasing the so-called frame area because the light source is placed around the light guide plate. is there.
このような欠点を改善する技術として、導光板の側端面近傍部分において、光源からの光を該導光板の板面に対して垂直な方向から入射させ、導光板内部に導き、その出射面から出射させるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術では、導光板の該光源からの光が入射される入射面および該導光板から光を出射する出射面に対して傾斜する複数の傾斜面からなる屈折面を、該入射面に対向して配置して、該入射面から入射された光を反射させて導光板内部に導くようにしている。 As a technique for improving such a drawback, light from a light source is incident from a direction perpendicular to the plate surface of the light guide plate in the vicinity of the side end surface of the light guide plate, guided into the light guide plate, and from the emission surface. What is made to radiate | emit is known (for example, refer patent document 1). In the technique described in Patent Document 1, a refractive surface composed of an incident surface on which light from the light source of the light guide plate is incident and a plurality of inclined surfaces that are inclined with respect to an emission surface that emits light from the light guide plate, It is arranged so as to face the incident surface, and the light incident from the incident surface is reflected and guided into the light guide plate.
ここで、一般に光源から出射される光は発散光であるため、屈折面を光線に対して適切に配置したとしても、該屈折面に対して臨界角以下となる光線の一部は該屈折面を透過し、損失となる。そこで、特許文献1では、該屈折面の外側に反射板を別途配置して、該屈折面を透過した光を再度導光板内に戻すようにしている。 Here, since the light emitted from the light source is generally divergent light, even if the refracting surface is appropriately arranged with respect to the light beam, a part of the light beam having a critical angle or less with respect to the refracting surface is the refracting surface. Is lost. Therefore, in Patent Document 1, a reflection plate is separately arranged outside the refracting surface, and light transmitted through the refracting surface is returned to the light guide plate again.
しかしながら、特許文献1に記載のような反射板を設けることは、装置のさらなる薄型化の要請に対する障害となる場合があるとともに、構成の複雑化に伴い、コスト上昇を招く恐れがある。また、反射板によって光の損失はある程度改善されるものの、未だ十分とは言えない状況にあり、光利用効率を向上させる余地がある。 However, providing a reflector as described in Patent Document 1 may be an obstacle to a request for further thinning of the apparatus, and may increase costs as the configuration becomes complicated. Moreover, although the loss of light is improved to some extent by the reflector, it is still not sufficient, and there is room for improving the light utilization efficiency.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、装置の薄型化、軽量化や低コスト化を図りつつ、光利用効率を向上させることができる面光源装置、およびこれを備える液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and a surface light source device capable of improving light utilization efficiency while reducing the thickness, weight, and cost of the device, and a liquid crystal display including the surface light source device An object is to provide an apparatus.
本発明の第1の観点によると、光源と、該光源からの光を導く板状体からなる導光板とを備える面光源装置であって、前記導光板は、その内部を伝搬する光を反射する裏面およびその内部を伝搬する光を出射する出射面を有する導光板本体と、該導光板本体の側部に一体的に配置され、前記光源からの光が入射される入射端部とを備え、前記入射端部は、前記光源からの光を受け入れる入射面と、該入射面を介して入射される前記光源からの光を前記導光板本体側へ反射させるように、該入射面に対して傾斜された傾斜面とを有し、前記光源は半値全角45°以下の配光特性に設定された面光源装置が提供される。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a surface light source device including a light source and a light guide plate made of a plate-like body that guides light from the light source, wherein the light guide plate reflects light propagating therein. A light guide plate body having a back surface and an exit surface for emitting light propagating therethrough, and an incident end portion that is integrally disposed on a side portion of the light guide plate body and into which light from the light source is incident The incident end portion receives the light from the light source, and reflects the light from the light source incident through the incident surface toward the light guide plate body. There is provided a surface light source device having an inclined surface and the light source set to a light distribution characteristic having a full width at half maximum of 45 ° or less.
本発明の第1の観点に係る面光源装置において、前記導光板の吸水率は0.25%以下に設定することが好ましい。 In the surface light source device according to the first aspect of the present invention, the water absorption rate of the light guide plate is preferably set to 0.25% or less.
本発明の第1の観点に係る面光源装置において、前記分割傾斜面の一部または全部を、前記導光板の外側から内側に行くに従って、前記入射面に対する離間寸法が大きくなるように配置することができる。また、前記分割傾斜面の一部または全部を、前記導光板の外側から内側に行くに従って、前記入射面に対する傾斜角度が小さくなるように配置することができる。 In the surface light source device according to the first aspect of the present invention, a part or all of the divided inclined surface is arranged so that a distance from the incident surface increases as it goes from the outside to the inside of the light guide plate. Can do. Further, a part or all of the divided inclined surfaces can be arranged so that the inclination angle with respect to the incident surface becomes smaller as going from the outside to the inside of the light guide plate.
本発明の第1の観点に係る面光源装置において、前記入射端部として、前記導光板本体の厚さよりもその厚さが大きい値となるように設定し、前記傾斜面の該導光板本体側の端縁と前記出射面の端縁とを接続する導光斜面を設けたものとすることができる。 In the surface light source device according to the first aspect of the present invention, the incident end is set so that its thickness is larger than the thickness of the light guide plate body, and the light guide plate body side of the inclined surface is set. The light guide slope which connects the edge of this and the edge of the said output surface can be provided.
本発明の第2の観点によると、液晶パネルと、前記本発明の第1の観点に係る面光源装置とを備える液晶表示装置が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising a liquid crystal panel and the surface light source device according to the first aspect of the present invention.
本発明の第1の観点に係る面光源装置では、光源として、半値全角45°以下の配光特性に設定されたものを用いているので、入射された光を導光板本体内に導くための傾斜面を、入射される光に対して最適化すれば、光線の殆どを導光板本体側に反射させることができるようになる。従って、従来のような反射板を別途設けることは必ずしも必要ではなくなり、装置の薄型化、軽量化や低コスト化を図りつつ、光の損失を抑制することができ、光利用効率を向上することができる。 In the surface light source device according to the first aspect of the present invention, a light source having a light distribution characteristic set to a full width at half maximum of 45 ° or less is used, so that the incident light is guided into the light guide plate body. If the inclined surface is optimized with respect to the incident light, most of the light beam can be reflected to the light guide plate body side. Accordingly, it is not always necessary to separately provide a reflector as in the prior art. Light loss can be suppressed and light utilization efficiency can be improved while reducing the thickness, weight and cost of the device. Can do.
本発明の第2の観点に係る液晶表示装置は、本発明の第1の観点に係る面光源装置を備えているので、薄型、軽量で低コスト、さらに省電力な液晶表示装置を提供することができる。 Since the liquid crystal display device according to the second aspect of the present invention includes the surface light source device according to the first aspect of the present invention, a liquid crystal display device that is thin, lightweight, low-cost, and power-saving is provided. Can do.
以下、本発明の実施形態に係る面光源装置について、図面を参照して説明する。なお、以下では、後述する平面視矩形状の導光板の厚さ方向をZ方向、Z方向に直交する面内において、該矩形状の導光板の1辺に沿う方向をX方向、該X方向に直交する方向をY方向としたXYZ正規直交座標系を用いて説明する。 Hereinafter, a surface light source device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the thickness direction of a rectangular light guide plate in plan view, which will be described later, is the Z direction, and in the plane perpendicular to the Z direction, the direction along one side of the rectangular light guide plate is the X direction, and the X direction. A description will be given using an XYZ orthonormal coordinate system in which the direction orthogonal to the Y direction is the Y direction.
この面光源装置は、液晶表示装置の液晶パネルを被照明体として照明するバックライトに用いて特に好適なものである。但し、被照明体としては、そのような液晶パネルに限られず、店頭等に配置される看板の照明として、ショーウィンドウ等の照明として、その他のあらゆる照明として、用いることもできる。以下では、液晶表示装置のバックライトとして用いられる場合を例に説明する。 This surface light source device is particularly suitable for use in a backlight that illuminates a liquid crystal panel of a liquid crystal display device as an object to be illuminated. However, the object to be illuminated is not limited to such a liquid crystal panel, and can also be used as illumination for a signboard arranged at a storefront or the like, illumination for a show window, or any other illumination. Below, the case where it uses as a backlight of a liquid crystal display device is demonstrated to an example.
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態について、図1を参照して説明する。この第1実施形態の面光源装置11は、光源12と、光源12からの光を導く矩形板状のフィルムからなる導光板(フィルム導光板)13とを備えている。光源12としては、この実施形態では、複数のLED(Light Emitting Diode)を所定のピッチでX方向に沿って配列してなるものを用いている。LEDとしては、青黄色系擬似白色発光ダイオードや3色(RGB)方式の白色発光ダイオード等が用いられる。但し、光源12としては、このようなLEDに限られず、例えば、半導体レーザー等を用いるものであってもよい。
(First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The surface light source device 11 of the first embodiment includes a
光源12としては、小型、軽量、且つ薄い(高さが低い)ものが好ましい。この実施形態では、光源12を構成する各LEDとしては砲弾型のものを用い、各LEDの軸線(出射する光の主光線の方向)は概略+Z方向を指向するように配設されている。光源12のY方向の寸法は、例えば、d1=1mmに設定することができる。
The
一般的なハイドーム型のLEDは配光がランバーシアンであり、半値角(半値全角)が120°程度の比較的に大きい発散光を出射するが、この実施形態で用いるLEDとしては、その半値角が、少なくともY方向において、45°以下に設定することが好ましく、30°以下がより好ましく、20°以下がさらに好ましく、平行光またはこれに近い光(以下、単に平行光という)を出射するものが最も好ましい。X方向の半値角については、Y方向の半値角と同じでもよいが、X方向の半値角が広いほうがXY平面のより広い範囲に光を伝搬することができ、面内の輝度均一性を高め、光源の数を減らすことができるため、45°以上が好ましく90°以上がより好ましく、120°以上がさらに好ましい。各LEDの数または配列ピッチは、導光板13のX方向の寸法、当該LEDの最大発光量、X方向の半値角等との関係において適宜な数が選定される。
A general high dome type LED has a light distribution of Lambertian and emits a relatively large divergent light having a half-value angle (half-value full-angle) of about 120 °. The LED used in this embodiment has a half-value angle. However, at least in the Y direction, it is preferably set to 45 ° or less, more preferably 30 ° or less, still more preferably 20 ° or less, and parallel light or light close thereto (hereinafter simply referred to as parallel light) is emitted. Is most preferred. The half-value angle in the X direction may be the same as the half-value angle in the Y direction, but the wider the half-value angle in the X direction, the light can be propagated to a wider range of the XY plane, and the in-plane luminance uniformity is improved. In order to reduce the number of light sources, 45 ° or more is preferable, 90 ° or more is more preferable, and 120 ° or more is more preferable. The number or arrangement pitch of each LED is appropriately selected in relation to the dimension of the
なお、その半値角が上記のような好ましい範囲よりも大きい値に設定されたLED、または上記のような好ましい範囲内に設定されたLEDを用い、当該LEDのZ方向に隣接して(すなわち、LEDと後述する入射端部14の入射面18との間に)レンズ等を設けることにより、上記のような好ましい範囲の発散光または平行光に変換するようにしてもよい。後述する入射端部14の入射面18に、X方向に長手方向を有する複数のレンチキュラーレンズ等を一体的に形成して、同様な発散光または平行光に変換してもよい。
In addition, the LED whose half-value angle is set to a value larger than the preferable range as described above or the LED set within the preferable range as described above is used, adjacent to the LED in the Z direction (that is, By providing a lens or the like (between the LED and an
導光板13は、透明樹脂により構成されている。該透明樹脂としては、特に限定されないが、プロピレン−エチレン共重合体、ポリスチレン、(メタ)アクリル酸エステル− 芳香族ビニル化合物共重合体、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、脂環式構造を有する樹脂などを挙げることができる。なお、導光板13はガラスで構成してもよい。
The
これらの中で、脂環式構造を有する樹脂、メタクリル樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル−芳香族ビニル化合物共重合体樹脂を好適に用いることができ、脂環式構造を有する樹脂を特に好適に用いることができる。脂環式構造を有する樹脂は、溶融樹脂の流動性が良好なので、射出成形の場合は低い射出圧力で金型のキャビティを充填することができ、またウエルドラインが発生しにくく、押し出し成形の場合、成形時の厚みムラが少なく、成形後の形状付与が容易である。また、吸湿性が極めて低いので、寸法安定性に優れ、導光板に反りを生ずることがなく、比重が小さいので導光板を軽量化することができる。また、脂環式構造を有する樹脂としては、主鎖又は側鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂を挙げることができる。主鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂は、機械的強度と耐熱性が良好なので、特に好適に用いることができる。脂環式構造は、飽和環状炭化水素構造であることが好ましく、その炭素数は、4〜30であることが好ましく、5〜20であることがより好ましく、5〜15であることがさらに好ましい。脂環式構造を有する重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、50重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましく、90重量%以上であることがさらに好ましい。 Among these, a resin having an alicyclic structure, a methacrylic resin, and a (meth) acrylic acid ester-aromatic vinyl compound copolymer resin can be preferably used, and a resin having an alicyclic structure is particularly preferably used. Can be used. Resin with alicyclic structure has good flowability of molten resin, so in injection molding, mold cavity can be filled with low injection pressure, and weld line is less likely to occur. The thickness unevenness at the time of molding is small, and shape formation after molding is easy. Further, since the hygroscopic property is extremely low, the dimensional stability is excellent, the light guide plate is not warped, and the specific gravity is small, so that the light guide plate can be reduced in weight. Moreover, as resin which has an alicyclic structure, polymer resin which has an alicyclic structure in a principal chain or a side chain can be mentioned. A polymer resin having an alicyclic structure in the main chain can be particularly preferably used because it has good mechanical strength and heat resistance. The alicyclic structure is preferably a saturated cyclic hydrocarbon structure, and the carbon number thereof is preferably 4 to 30, more preferably 5 to 20, and further preferably 5 to 15. . The ratio of the repeating unit having an alicyclic structure in the polymer resin having an alicyclic structure is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and 90% by weight or more. More preferably.
脂環式構造を有する樹脂としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物、単環の環状オレフィン系単量体の重合体又はその水素添加物、環状共役ジエン系単量体の重合体又はその水素添加物、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体又は共重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物などを挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系単量体の重合体の水素添加物及びビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物は、機械的強度と耐熱性に優れるので、特に好適に用いることができる。メタクリル樹脂は、透明性に優れ、強靭でひびが入りにくいので、好適に用いることができる。メタクリル樹脂としては、JISK6717に規定されるメタクリル酸メチル重合物を80%以上含むメタクリル樹脂成形材料を挙げることができる。この規格に規定されるメタクリル樹脂の中で、ビカット軟化点温度96〜100℃、メルトフローレート8〜16の指定分類コード100−120のメタクリル樹脂は、適度な流動性と強度を有するので、好適に用いることができる。 Examples of the resin having an alicyclic structure include a ring-opening polymer or a ring-opening copolymer of a norbornene monomer or a hydrogenated product thereof, an addition polymer or an addition copolymer of a norbornene monomer, or Those hydrogenated products, polymers of monocyclic olefin monomers or hydrogenated products thereof, polymers of cyclic conjugated diene monomers or hydrogenated products thereof, vinyl alicyclic hydrocarbon monomers Or a hydrogenated product thereof, a polymer of a vinyl aromatic hydrocarbon monomer, or a hydrogenated product of an unsaturated bond part containing an aromatic ring of the copolymer. Among these, hydrogenated products of norbornene-based monomer polymers and hydrogenated products of unsaturated bonds containing aromatic rings of vinyl aromatic hydrocarbon-based monomer polymers have mechanical strength and heat resistance. Since it is excellent in property, it can be used especially suitably. The methacrylic resin is excellent in transparency, tough and hardly cracked, so that it can be suitably used. Examples of the methacrylic resin include a methacrylic resin molding material containing 80% or more of a methyl methacrylate polymer defined in JIS K6717. Among the methacrylic resins specified in this standard, methacrylic resins having a specified classification code 100-120 having a Vicat softening point temperature of 96 to 100 ° C. and a melt flow rate of 8 to 16 have suitable fluidity and strength, and thus are suitable. Can be used.
本実施形態において用いる成形材料には、成形時における酸化劣化や熱劣化を防止するために、酸化防止剤を添加することができる。また、成形品の耐光性などを向上させるために、耐光安定剤を添加することができる。酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などを挙げることができる。これらの酸化防止剤は、1種を単独で用いることができ、あるいは、2種以上を組みあわせて用いることができる。これらの中で、フェノール系酸化防止剤、特にアルキル置換酸化防止剤を好適に用いることができる。酸化防止剤の添加量は、樹脂成分100重量部に対して、0.01〜2重量部であることが好ましく、0.02〜1重量部であることがより好ましい。 An antioxidant can be added to the molding material used in the present embodiment in order to prevent oxidative degradation and thermal degradation during molding. Moreover, in order to improve the light resistance etc. of a molded article, a light resistance stabilizer can be added. Examples of the antioxidant include a phenol-based antioxidant, a phosphorus-based antioxidant, and a sulfur-based antioxidant. These antioxidants can be used individually by 1 type, or can be used in combination of 2 or more type. Among these, phenolic antioxidants, particularly alkyl-substituted antioxidants can be suitably used. The addition amount of the antioxidant is preferably 0.01 to 2 parts by weight and more preferably 0.02 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component.
耐光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系耐光安定剤(HALS)、ベンゾエート系耐光安定剤などを挙げることができる。これらの耐光安定剤は、1種を単独で用いることができ、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、ヒンダードアミン系耐光安定剤を特に好適に用いることができる。耐光安定剤の添加量は、樹脂成分100重量部に対して、0.01〜2重量部であることが好ましく、0.02〜1重量部であることがより好ましく、0.05〜0.5重量部であることがさらに好ましい。 Examples of the light resistance stabilizer include hindered amine light resistance stabilizer (HALS) and benzoate light resistance stabilizer. These light-resistant stabilizers can be used alone or in combination of two or more. Among these, hindered amine light resistance stabilizers can be particularly preferably used. The addition amount of the light resistance stabilizer is preferably 0.01 to 2 parts by weight, more preferably 0.02 to 1 part by weight, with respect to 100 parts by weight of the resin component. More preferably, it is 5 parts by weight.
該成形材料には、必要に応じて、さらに他の添加剤を添加することができる。他の添加剤としては、例えば、熱安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤などの安定剤;滑剤、可塑剤などの樹脂改質剤;染料、顔料などの着色剤;帯電防止剤、光拡散剤などを挙げることができる。 If necessary, other additives can be added to the molding material. Other additives include, for example, stabilizers such as heat stabilizers, ultraviolet absorbers and near infrared absorbers; resin modifiers such as lubricants and plasticizers; colorants such as dyes and pigments; antistatic agents, light Examples include a diffusing agent.
導光板13は矩形状の板状体からなり、X方向およびY方向の寸法は、これが用いられる液晶表示装置の液晶パネルの有効面のサイズに応じて設定される。導光板13のZ方向の寸法(厚さ)は、例えば、h1=1.0mmに設定することができる。ここで導光板13の厚さは、通常0.02mm以上、好ましくは0.1mm以上であり、通常10mm以下、好ましくは5mm以下である。導光板13の屈折率としては、例えば、1.533(臨界角40.7°)のものを用いることができる。
The
導光板13は、光源12からの光が入射される入射端部14と、この入射端部14から入射した光を内部に導いて出射させる導光板本体15とを備えている。この実施形態では、入射端部14と導光板本体15とは同一の材料を用いて同時一体成形により製造されているものとする。但し、入射端部14と導光板本体15とを同一または異なる材料を用いて、別体としてそれぞれ成形し、接着等により一体化させるようにしてもよい。入射端部14と導光板本体15とを同一または異なる材料を用いて、別体としてそれぞれ成形し、接着等により一体化させる場合には、これらの吸水率は同等のものを用いることが好ましい。吸水率が異なると、吸湿に伴い、反りや撓みが発生するので、これを抑制するためである。なお、導光板本体15の屈折率は入射端部14以上のものを用いることが好ましい。これらの界面において屈折を生じ、光利用効率が低下するおそれがあるからである。
The
導光板本体15は、当該導光板本体15内を伝搬する光を反射する裏面16と、この裏面16に対向し、裏面16で反射されまたは反射されずに導光板本体15内を伝搬された光を出射する出射面17とを備えている。この実施形態では、裏面16および出射面17(裏面16、出射面17に凹凸がある場合にはそれぞれの平均面)はX−Y平面に実質的に平行な面となっている。
The light guide plate
導光板13の裏面16は、この実施形態では、一様な平面からなる反射面となっている。裏面16は導光板13を構成する樹脂板の裏面側表面に反射金属を蒸着し、あるいは白色散乱板(白色反射板)を配置する構成としてもよい。なお、裏面16を、入射端部14に近い側から遠い側に向かって出射面17に対する寸法が次第に小さくなるように、X−Y平面に対して傾斜した傾斜面としてもよい。
In this embodiment, the
また、裏面16に、導光板本体15内を伝搬する光を高効率的に出射させるとともに、出射光を均一にする等のため、条列等の凹凸が配置されていてもよい。この場合の条列としては、例えば、裏面16のY方向に沿うようにその長手方向が設定されるとともに、その断面が三角形状の条をX方向に複数配列してなる条列(プリズム条列)を用いることができる。同様に、裏面16のX方向に沿うようにその長手方向が設定されるとともに、その断面が三角形状の条をY方向に複数配列してなる条列(プリズム条列)を用いてもよい。また条列の頂角や条を構成する一対の斜面のX−Y平面に対する傾斜角、条の配列のピッチ、高さ等が互いに異なるものを用いてもよい。さらに隣接する各条が同一の形状でなくてもよく、条の形状は、その断面が三角形のものに限定されず、その他の多角形または半円弧や楕円弧等の曲線形状であってもよい。これらを混在させたものであってもよい。さらに、条列は、裏面16に渡って一様に形成されたもののみならず、その途中で分断し配列的にまたは離散的に形成されたものであってもよい。また、Y方向に対して僅かに斜交していてもよい。
In addition, the
裏面16は、不定形な粗面(ランダムに微小な凹凸を形成した面)にしてもよい。また、点状に形成されたものであってもよく、同一または異なる形状の複数の突起または窪みを配列的にまたは離散的に形成したものであってもよい。この場合の突起または窪みの形状としては、球形、円錐形、多角錐形等を採用することができる。また、白色インクの印刷や金属蒸着等により形状を形成してもよい。
The
また、表面の傷付きを防ぐ観点から、線状か点状かを問わず、凸構造であることが好ましい。この場合、凸の高さは同観点から1μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがさらに好ましい。 Further, from the viewpoint of preventing the surface from being scratched, a convex structure is preferable regardless of whether it is linear or dotted. In this case, the height of the protrusion is preferably 1 μm or more from the same viewpoint, and more preferably 5 μm or more.
導光板本体15の出射面17は、導光板本体15内を伝搬される光を出射させる面であり、この実施形態では、一様な平坦面となっている。導光板本体15内に伝搬する光を高効率的に出射させるとともに、出射光を均一にする等のため、条列等の凹凸が配置されていてもよい。この場合の条列としては、例えば、出射面17のY方向に沿うようにその長手方向が設定されるとともに、その断面が三角形状の条をX方向に複数配列してなる条列(プリズム条列)を用いることができる。同様に、出射面17のX方向に沿うようにその長手方向が設定されるとともに、その断面が三角形状の条をY方向に複数配列してなる条列(プリズム条列)を用いてもよい。条列の頂角や条を構成する一対の斜面のX−Y平面に対する傾斜角、条の配列のピッチ、高さ等が互いに異なるものを用いてもよい。さらに隣接する各条が同一の形状でなくてもよく、条の形状は、その断面が三角形のものに限定されず、その他の多角形または半円弧や楕円弧等の曲線形状であってもよい。これらを混在させたものであってもよい。さらに、条列は、出射面17に渡って一様に形成されたもののみならず、その途中で分断し配列的にまたは離散的に形成されたものであってもよい。また、Y方向に対して僅かに斜交していてもよい。
The
出射面17は、不定形な粗面(ランダムに微小な凹凸を形成した面)にしてもよい。また、点状に形成されたものであってもよく、同一または異なる形状の複数の突起または窪みを配列的にまたは離散的に形成したものであってもよい。この場合の突起または窪みの形状としては、球形、円錐形、多角錐形等を採用することができる。また、白色インクの印刷や金属蒸着等により形状を形成してもよい。
The
また、表面の傷付きを防ぐ観点から、線状か点状かを問わず、凸構造であることが好ましい。この場合、凸の高さは同観点から1μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがさらに好ましい。 Further, from the viewpoint of preventing the surface from being scratched, a convex structure is preferable regardless of whether it is linear or dotted. In this case, the height of the protrusion is preferably 1 μm or more from the same viewpoint, and more preferably 5 μm or more.
本実施形態の導光板13の製造において、その表面に前記特定形状の突起形状を形成する方法に特に制限はない。例えば、プリズム条列を形成する場合、平板状の導光板表面に形成することができ、あるいは、導光板の成形と同時にプリズム条列を形成することもできる。平板状の導光板の表面にプリズム条列を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、所望の形状の線状プリズムを形成できる工具を用いた切削加工によることができ、あるいは、光硬化樹脂を塗布し、所望の形状の型を転写した状態で硬化させることもできる。導光板を押出成形で作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望のプリズム条列形状を有する異形ダイを用いて異形押出することができ、あるいは、押出後にエンボス加工によりプリズム条列を形成することもできる。導光板をキャスティングにより作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望のプリズム条列の形状を形成できるキャスティング型を用いることができる。導光板を射出成形により作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望のプリズム条列の形状を形成できる金型を用いることができる。光硬化樹脂への型形状転写、異形ダイによる押出し加工、エンボス加工、キャスティング、もしくは射出成形により、プリズム条列を形成する場合に使用する型は、所望の線状プリズムを形成できる工具を用いた型の金属部材への切削加工、もしくは所望の形状が形成された部材上への電鋳加工により得ることができる。
In the manufacture of the
導光板13の出射面17側には、この面光源装置11による照明光が一様で均一となるように、空気層を挟んで光拡散シートを、また、輝度を高められるようにプリズムシート等の光学シートが配置されることが好ましい。光学シートとしては、透明樹脂、透明樹脂に光拡散剤その他の添加剤を添加した板状体、板状体の一方または両方の面に複数の突起や条列等のパターンを形成したもの等を用いることができる。
On the
導光板本体13の入射端部14は、光源12から出射された光が入射される入射面18と、傾斜面19と、導光板本体15との境界である界面20とを備えている。入射面18はX−Y平面に実質的に平行で一様な平面からなり、導光板本体15の裏面16と同一平面をなしている。傾斜面19はX−Y平面に対する角度がZ方向の平行光線に対し全反射となる角度以上である角度で傾斜した一様な平面からなり、光源12から概略+Z方向に出射され、入射面18を介して入射された光を導光板本体15側へ反射する反射面である。この実施形態ではX−Y平面に対する傾斜面の角度を45°としている。傾斜面19は銀等の反射材料を蒸着してなる反射面とすることができる。但し、この実施形態では、該傾斜面19に入射される光の入射角と導光板の屈折率の関係で実質的に反射面として機能し得るため、導光板13を構成する樹脂板が露出した露出面としている。
The
これにより、同図に一点鎖線の矢印で示すように、光源12から+Z方向に出射された光は、入射面18を介して入射端部14内に導入され、傾斜面19により反射されて、界面20を介して、導光板本体15側へ導かれる。導光板本体15内に導かれた光は、該導光板本体15内で適宜反射ないし散乱を繰り返しつつ、出射面17を介して出射される。
As a result, as indicated by the one-dot chain line arrow in the drawing, the light emitted from the
ところで、樹脂からなる導光板13は吸湿により寸法変化(伸びや反り)を生じ、特に導光板13の寸法が大きい場合(例えば、40インチ)には、当該寸法変化により光源12と入射端部14との相対位置関係が変化し、光利用効率が低下する。そこで、導光板13の吸水率は、0.25%以下に設定することが好ましく、0.1%以下がより好ましく、0.05%以下がさらに好ましい。この実施形態では、吸水率0.01%に設定している。なお、本願明細書中における吸水率は、JIS K7209 A法に準拠して、厚さ3mmで、直径50mmの円板形又は一辺50mmの正方形の試験片を50℃で24時間乾燥したのちデシケーター中で放冷し、23℃の水に24時間浸漬したときの重量増から求めることができる。
By the way, the
上述したように構成した面光源装置11により、被照明体としての液晶パネルの全領域を照明する面光源装置を構成することができる。また、上述したように構成した面光源装置11を、1つのユニットとして、複数のユニットを適宜に配列することにより、被照明体としての液晶パネルの全領域を照明する面光源装置を構成することもできる。 With the surface light source device 11 configured as described above, a surface light source device that illuminates the entire area of the liquid crystal panel as the object to be illuminated can be configured. In addition, the surface light source device 11 configured as described above is configured as a single unit, and a plurality of units are appropriately arranged to configure a surface light source device that illuminates the entire area of the liquid crystal panel as the object to be illuminated. You can also.
液晶表示装置は、液晶層を挟んで、配向膜、透明電極、ガラス板、カラーフィルタ、偏光板等を適宜に積層配置してなる液晶パネルの裏面側に、上述した面光源装置11が所定の位置関係で配置されるように、それぞれを筐体等に固定して構成される。 In the liquid crystal display device, the above-described surface light source device 11 is provided on the back side of a liquid crystal panel in which an alignment film, a transparent electrode, a glass plate, a color filter, a polarizing plate, and the like are appropriately stacked with a liquid crystal layer interposed therebetween. Each is configured to be fixed to a housing or the like so as to be arranged in a positional relationship.
上述したように、光源12(LED)のY方向の半値角を、45°以下となるように設定したのは、図7に示したシミュレーション結果に基づいている。図7は横軸がY方向の半値角(°)であり、縦軸は光利用効率(%)である。光利用効率は、光源12から出射される全光束と出射面17から出射される全光束との比である。このシミュレーション結果は、図1の構成において、互いに半値角が順次異なる複数の光源(半値角0〜120°)について、これらを適宜に選択しつつ算出されたものである。
As described above, the half-value angle in the Y direction of the light source 12 (LED) is set to be 45 ° or less based on the simulation result shown in FIG. In FIG. 7, the horizontal axis represents the half-value angle (°) in the Y direction, and the vertical axis represents the light utilization efficiency (%). The light utilization efficiency is the ratio of the total luminous flux emitted from the
同図を参照すると、半値角が120°から小さくなるに従って、光利用効率は比較的に小さい傾斜で上昇し、45°付近を変曲点として、45°からさらに小さくなるに従って、比較的に大きい傾斜で上昇していることがわかる。従って、半値角を45°よりも小さい値に設定することにより、高い光利用効率を実現することができる。 Referring to the figure, as the half-value angle decreases from 120 °, the light utilization efficiency increases with a relatively small slope, and as the inflection point is around 45 °, the light utilization efficiency increases relatively as it decreases from 45 °. It can be seen that the slope is rising. Therefore, by setting the half-value angle to a value smaller than 45 °, high light utilization efficiency can be realized.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、図2を参照して説明する。なお、上述した第1実施形態に係る図1と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the component substantially the same as FIG. 1 which concerns on 1st Embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
上述した第1実施形態の面光源装置11では、入射端部14は一様な平面からなる傾斜面19を備えていたが、この第2実施形態の面光源装置21では、入射端部22はその断面が鋸刃状の分割傾斜部23を備えている点が相違する。分割傾斜部23は、複数の分割傾斜面24aをY方向に配列し、これらを接続面24bでそれぞれ接続して構成されている。各分割傾斜面24aのX−Y平面に対する傾斜角度は、例えば45°とすることができ、接続面24bのX−Y平面に対する傾斜角度は、例えば90°(すなわち、Z−X平面に実質的に平行)に設定することができる。分割傾斜面24aおよび接続面24bは、導光板13を構成する樹脂板が露出した露出面となっている。
In the surface light source device 11 of the first embodiment described above, the
分割傾斜面24aおよび接続面24bで構成される部分のY方向およびZ方向の寸法は例えば、0.1mmとすることができる。なお、例えば、光源12のY方向の寸法はd2=1.0mm、導光板13のZ方向の寸法(厚さ)はh2=0.5mmに設定することができる。
The dimension in the Y direction and the Z direction of the portion constituted by the divided
これにより、同図に一点鎖線の矢印で示すように、光源12から+Z方向に出射された光は、入射面18を介して入射端部22内に導入され、分割傾斜部23の分割傾斜面24aによりその一部は反射されて直接的に導光板本体15側に導かれるとともに、他の一部は対応する接続面24bから一旦出射されて、隣接する分割傾斜面24aで屈折入射されて導光板本体15側に導かれる。導光板本体15に導かれた光は、導光板本体15内で適宜反射ないし散乱を繰り返しつつ、出射面17を介して出射される。その他は、上述した第1実施形態と同様である。
As a result, as indicated by the one-dot chain line arrow in the drawing, the light emitted from the
なお、第2実施形態において、分割傾斜面24aおよび接続面24bのそれぞれのX−Y平面に対する角度や寸法(Y方向の寸法、Z方向の寸法)は、導光板13の厚さ(Z方向の寸法)、導光板13のY方向の寸法、導光板13の屈折率等に応じて適宜変更することができる。
In the second embodiment, the angles and dimensions (dimension in the Y direction and dimension in the Z direction) of each of the divided
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について、図3を参照して説明する。なお、上述した第1〜第2実施形態に係る図1〜図2と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component substantially the same as FIGS. 1-2 concerning the 1st-2nd embodiment mentioned above, and the description is abbreviate | omitted.
上述した第2実施形態の面光源装置21では、入射端部22は複数の分割傾斜面24aをY方向に配列した分割傾斜部23を備えていた。これに対し、この第3実施形態の面光源装置31の入射端部32は、分割傾斜面34aの配列が上述した第2実施形態の分割傾斜面24aとは異なる分割傾斜部33を備えている点が相違する。すなわち、分割傾斜部33の複数の分割傾斜面34aの位置を、その一部または全部が、Y方向のみならず、Z方向にも異なるように設定している。各分割傾斜面34aは、その一部または全部が+Y方向に行くに従って、+Z方向に位置ずれするように、すなわち入射面18から遠くなるように配置されている。
In the surface
各分割傾斜面34aのX−Y平面に対する傾斜角度は、上述した第2実施形態と同様に、例えば45°に設定することができる。接続面34bのX−Y平面に対する傾斜角度も同様に、例えば90°(すなわち、Z−X平面に実質的に平行)に設定することができる。分割傾斜面34aおよび接続面34bは、導光板13を構成する樹脂板が露出した露出面となっているのも、上述した第2実施形態と同様である。
The inclination angle of each divided
分割傾斜面34aおよび接続面34bで構成される部分のY方向およびZ方向の寸法は同図に示されるように、例えば、寸法m3が導光板13の厚さh3の1/5となるように設定することができる。なお、例えば、光源12のY方向の寸法はd2=1.0mm、導光板13のZ方向の寸法(厚さ)はh3=0.5mm(従って、m3=0.1mm)とすることができる。
The dimensions in the Y direction and the Z direction of the portion constituted by the divided
これにより、同図に一点鎖線の矢印で示すように、光源12から+Z方向に出射された光は、入射面18を介して入射端部32内に導入され、分割傾斜部33の分割傾斜面34aによりその一部は反射されて直接的に導光板本体15側に導かれるとともに、他の一部は対応する接続面34bから一旦出射されて、隣接する分割傾斜面34aで屈折入射されて導光板本体15側に導かれる。導光板本体15に導かれた光は、導光板本体15内で適宜反射ないし散乱を繰り返しつつ、出射面17を介して出射される。その他は、上述した第1〜第2実施形態と同様である。
As a result, as indicated by a one-dot chain line arrow in the drawing, light emitted from the
この第3実施形態によれば、分割傾斜面34aの一部の位置がZ方向に異なっているので、接続面34bから一旦出射して隣接する分割傾斜面34aから屈折入射される光が、上述した第2実施形態の場合と比較して少なくなり、分割傾斜面34aで反射して直接的に導光板本体15に導かれる光が多くなる。従って、上述した第2実施形態よりも光の損失が小さくなり、光利用効率を高くすることができる。
According to the third embodiment, since the position of a part of the divided
なお、この第3実施形態において、分割傾斜面34aおよび接続面34bのそれぞれのX−Y平面に対する角度や寸法(Y方向の寸法、Z方向の寸法)は、導光板13の厚さ(Z方向の寸法)、導光板13のY方向の寸法、導光板13の屈折率等に応じて適宜変更することができる。
In the third embodiment, the angles and dimensions (Y-direction dimensions and Z-direction dimensions) of the divided
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について、図4を参照して説明する。なお、上述した第1〜第3実施形態に係る図1〜図3と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component substantially the same as FIGS. 1-3 concerning 1st-3rd embodiment mentioned above, and the description is abbreviate | omitted.
上述した第1実施形態の面光源装置11では、入射端部14は一様な平面からなる傾斜面19を備えていたが、この第4実施形態の面光源装置41では、入射端部42は分割傾斜部43を備えている点が相違する。分割傾斜部43は、互いにX−Y平面に対する傾斜角度が異なる複数の分割傾斜面44a,44b,44cを順次接続して構成されている。
In the surface light source device 11 of the first embodiment described above, the
各分割傾斜面44a,44b,44cのX−Y平面に対する傾斜角度φ1,φ2、φ3としては、分割傾斜面44aの傾斜角度φ1は中間の分割傾斜面44bの傾斜角度φ2よりも大きい値とし、分割傾斜面44cの傾斜角度φ3は中間の分割傾斜面44bの傾斜角度φ2よりも小さい値に設定することが好ましい。各分割傾斜面44a,44b,44cの傾斜角度φ1,φ2、φ3はいずれもZ方向の平行光線に対し全反射となる角度以上となることが好ましい。例えば、分割傾斜面44aのX−Y平面に対する傾斜角度はφ1=50°、分割傾斜面44bのX−Y平面に対する傾斜角度はφ2=45°、分割傾斜面44cのX−Y平面に対する傾斜角度はφ3=41°とすることができる。分割傾斜面44a,44b,44cは、金属蒸着等による全反射面としてもよいし、導光板13を構成する樹脂板が露出した露出面としてもよいのは、上述した第1実施形態と同様である。
As the inclination angles φ1, φ2, and φ3 of the divided
なお、例えば、光源12のY方向の寸法はd4=1.0mm、導光板13のZ方向の寸法(厚さ)はh4=1.0mmに設定することができる。
For example, the dimension in the Y direction of the
これにより、同図に一点鎖線の矢印で示すように、光源12から+Z方向に出射された光は、入射面18を介して入射端部42内に導入され、分割傾斜部43の分割傾斜面44a,44b,44cにより反射されて導光板本体15側に導かれる。導光板本体15に導かれた光は、導光板本体15内で適宜反射ないし散乱を繰り返しつつ、出射面17を介して出射される。その他は、上述した第1実施形態と同様である。
As a result, as indicated by the one-dot chain line arrow in the drawing, the light emitted from the
なお、分割傾斜面44a,44b,44cのそれぞれのX−Y平面に対する角度や寸法(Y方向の寸法、Z方向の寸法)は、導光板13の厚さ(Z方向の寸法)、導光板13のY方向の寸法、導光板13の屈折率等に応じて適宜変更することができる。
In addition, the angle and dimension (dimension in the Y direction, dimension in the Z direction) of each of the divided
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について、図5を参照して説明する。なお、上述した第1〜第4実施形態に係る図1〜図4と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the component substantially the same as FIGS. 1-4 based on 1st-4th embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
この第5実施形態の面光源装置51は、上述した第3実施形態の構成を変更して、より薄い導光板に対応できるようにしたものである。すなわち、この第5実施形態の入射端部52は、導入部52aおよび伝達部52bから構成されている。導入部52aは、上述した第3実施形態の入射端部32の構成と同様の構成であり、複数の分割傾斜面34aおよび複数の接続面34bを有する分割傾斜部33を有している。
In the surface
伝達部52bは、導入部52aと導光板本体13とを接続する部分であり、入射面18および導光板本体15の裏面16と一体をなす底面55と、導入部52aの最も+Y側に位置する分割傾斜面34aと導光板本体13の出射面17とを接続する導光斜面56とを備えている。底面55および導光斜面56は、全反射面となっており、例えば、銀等の金属材料をその表面に蒸着することにより形成することができる。導光斜面56のX−Y平面に対する傾斜角度は、45°以下が好ましい。
The
入射端部52に分割傾斜面34aを形成する方法としては特に制限はなく、例えば、所望の形状の分割傾斜面34aを形成できる工具を用いた切削加工によることができ、あるいは、光硬化樹脂を塗布し、所望の形状の型を転写した状態で硬化させることもできる。入射端部52の上部58に相当する部分を、別途成形し、同様の樹脂板に接着することにより製造してもよい。入射端部52の上部58と導光板本体15(入射端部の下部57)とを別々に成形して後に一体化させる場合には、これらの吸水率は同等のものを用いることが好ましい。吸水率が異なると、吸湿に伴い、反りや撓みが発生するので、これを抑制するためである。なお、上部58の屈折率は下部57以上のものを用いることが好ましい。これらの界面において屈折を生じ、光利用効率が低下するおそれがあるからである。
There is no restriction | limiting in particular as a method of forming the division | segmentation inclined
入射端部52の上部58の高さ(Z方向の寸法)は、上述した第3実施形態の入射端部32の高さm3×5(=h3)と同じとすることができ、例えば、寸法m5=0.5mmとすることができる。導光板本体13の厚さは、上述した第3実施形態の導光板本体15の厚さよりもかなり薄くすることができ、例えばh5=0.2mmとすることができる。この場合、入射端部52の高さはh5+m5=0.7mmとなる。
The height (dimension in the Z direction) of the
導光斜面56のX−Y平面に対する傾斜角度は、導入部52aから伝達部52bに送られた光を高効率的に導光板本体15に導くため、45°以下に設定することが好ましく30°以下に設定することがより好ましく、22.5°以下がさらに好ましい。このような傾斜角度に設定することで導入部52aから伝達部52bに送られた光うち、伝達部52bから出光してしまう光を抑制し、光利用効率の低下を防ぐことが出来る。導光斜面56のX−Y平面に対する傾斜角度は、例えば、伝達部52bのY方向の寸法を2.0mmとして、14.04°とすることができる。
The inclination angle of the light guide inclined
これにより、同図に一点鎖線の矢印で示すように、光源12から+Z方向に出射された光は、入射面18を介して入射端部52の導入部52a内に導入され、分割傾斜部33の分割傾斜面34aによりその一部は反射されて直接的に伝達部52b側に導かれるとともに、他の一部は対応する接続面34bから一旦出射されて、隣接する分割傾斜面34aで屈折入射されて伝達部52bに導かれる。伝達部52bに導かれた光は、導光斜面56と底面55との間で適宜に反射され、界面20を介して導光板本体15に導かれる。導光板本体15に導かれた光は、導光板本体15内で適宜反射ないし散乱を繰り返しつつ、出射面17を介して出射される。その他は、上述した第1〜第4実施形態と同様である。
As a result, as indicated by the one-dot chain line arrow in the drawing, the light emitted from the
この第5実施形態によれば、導光板本体15の厚さを小さくすることができるので、面光源装置の薄型化、ひいては液晶表示装置の薄型化を図ることができる。
According to the fifth embodiment, since the thickness of the light
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について、図6を参照して説明する。なお、上述した第1〜第5実施形態に係る図1〜図5と実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the component substantially the same as FIGS. 1-5 based on 1st-5th embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
この第6実施形態の面光源装置61は、上述した第5実施形態の構成を変更したものである。すなわち、上述した第5実施形態では、分割傾斜部33の各分割傾斜面34aのX−Y平面に対する傾斜角度は、全て同一の角度(例えば、45°)としていた。これに対し、この第6実施形態では、各分割傾斜面34aの一部または全部の傾斜角度を異なる値に設定している。
The surface
特に限定されないが、各分割傾斜面34aのX−Y平面に対する傾斜角度は、同図において、最も−Y側の分割傾斜面34aをP1、最も+Y側の分割傾斜面34aをP5、これらの間の分割傾斜面34aをそれぞれP2,P3,P4として、例えば、中間の分割傾斜面P2〜P4の傾斜角度を互いに同一とし、分割傾斜面P1の傾斜角度については中間の分割傾斜面P2〜P4の傾斜角度よりも大きい値とし、分割傾斜面P5の傾斜角度を中間の分割傾斜面P2〜P4の傾斜角度よりも小さい値に設定することができる。分割傾斜面P1〜P5の傾斜角度はいずれもZ方向の平行光線に対し全反射となる角度以上となることが好ましい。一例として、分割傾斜面P2〜P4は45°、分割傾斜面P1は50°、分割傾斜面P5は41°に設定することができる。
Although not particularly limited, the inclination angle of each divided
これらの分割傾斜面34a(P1〜P5)および導光斜面56の傾斜角度を、導光板本体15の厚さ(例えば、h6=0.2mm)等との関係で適宜最適化することにより、薄い導光板本体15へ高効率的に導光することができる。その他は、上述した第1〜第5実施形態と同様である。
It is thin by appropriately optimizing the inclination angles of the divided
次に、本発明の実施例について、表1を参照して説明する。図1〜図6に示した各面光源装置11,21,31,41,51,61について、それぞれ光学モデルを作成し、ソフトウエアによるシミュレーションにより、光利用効率(%)を算出する。導光板材質としては、ZNR(熱可塑性脂環構造含有樹脂ZEONOR1420(商品名、日本ゼオン社製)、屈折率1.533、臨界角40.7度、吸水率0.01%)を用いるものとする。
Next, examples of the present invention will be described with reference to Table 1. An optical model is created for each of the surface
(実施例1)
導光板形状は図1に示した構成とした。光源サイズ(光源12のY方向の寸法)はd1=1.0mm、光源半値角(光源12を構成するLEDのY方向における半値全角)は0°(平行光)に設定した。導光板厚み(導光板本体15のZ方向の寸法)はh1=1.0mmとした。傾斜面角度(傾斜面19のX−Y平面に対する傾斜角度)は45°とした。傾斜面19のY方向の寸法は、光源サイズと同じ1.0mmとした。シミュレーションの結果、光利用効率は98.5%であった。
(Example 1)
The light guide plate has the configuration shown in FIG. The light source size (dimension in the Y direction of the light source 12) was set to d1 = 1.0 mm, and the light source half-value angle (half-value full angle in the Y direction of the LEDs constituting the light source 12) was set to 0 ° (parallel light). The thickness of the light guide plate (dimension in the Z direction of the light guide plate main body 15) was h1 = 1.0 mm. The inclined surface angle (inclined angle of the
(実施例2)
光源半値角を15°に設定した以外は、上述した実施例1と同じにした。シミュレーションの結果、光利用効率は71.9%であった。
(Example 2)
Except that the light source half-value angle was set to 15 °, it was the same as Example 1 described above. As a result of the simulation, the light utilization efficiency was 71.9%.
(実施例3)
光源半値角を35°に設定した以外は、上述した実施例1と同じにした。シミュレーションの結果、光利用効率は60.3%であった。
(Example 3)
The same as Example 1 described above except that the light source half-value angle was set to 35 °. As a result of the simulation, the light utilization efficiency was 60.3%.
(実施例4)
導光板形状は図2に示した構成とした。導光板厚みはh2=0.5mmとした。傾斜面角度(各分割傾斜面24aのX−Y平面に対する角度)は45°とした。接続面24bのX−Y平面に対する角度は90°、各分割傾斜面24aのY方向の寸法は0.1mmとした。これら以外は、上述した実施例1と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率は70.6%であった。
Example 4
The light guide plate has the configuration shown in FIG. The thickness of the light guide plate was h2 = 0.5 mm. The inclined surface angle (the angle of each divided
(実施例5)
導光板形状は図3に示した構成とした。導光板厚みはh3=0.5mmとした。傾斜面角度(各分割傾斜面34aのX−Y平面に対する角度)は45°とした。接続面34bのX−Y平面に対する角度は90°、各分割傾斜面34aのY方向の寸法は0.2mmとした。分割傾斜面34aのZ方向の配置は、最も−Y側の分割傾斜面34aから4つ目までは、順次m3=0.1mmずつずらした位置に配置し、最も+Y側の分割傾斜面34aのみをこれに隣接する分割傾斜面34aと同じ位置に配置した。これら以外は、上述した実施例1と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率は93.9%であった。
(Example 5)
The shape of the light guide plate is the same as that shown in FIG. The thickness of the light guide plate was h3 = 0.5 mm. The inclined surface angle (angle of each divided
(実施例6)
導光板形状は図4に示した構成とした。導光板厚みはh4=1.0mmとした。傾斜面角度(各分割傾斜面44a,44b,44cの傾斜角度)は、φ1=50°、φ2=45°、φ3=41°とした。各分割傾斜面44a,44b,44cの寸法は、それぞれ0.333mmとした。これら以外は、上述した実施例1と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率は76.5%であった。
(Example 6)
The light guide plate has the configuration shown in FIG. The thickness of the light guide plate was h4 = 1.0 mm. The inclined surface angles (inclined angles of the divided
(実施例7)
導光板形状は図5に示した構成とした。導光板厚みはh5=0.2mmとした。傾斜面角度(各分割傾斜面34aのX−Y平面に対する傾斜角度)は45°とした。接続面34bのX−Y平面に対する角度は90°、各分割傾斜面34aのY方向の寸法は0.2mmとした。分割傾斜面34aのZ方向の配置は、最も−Y側の分割傾斜面34aから4つ目までは、順次0.1mmずつずらした位置に配置し、最も+Y側の分割傾斜面34aのみをこれに隣接する分割傾斜面34aと同じ位置に配置した。入射端部52の上部58のZ方向の寸法はm5=0.5mm、下部57のZ方向の寸法は導光板厚みh5と同じ0.2mmとした。導光斜面56の角度はX−Y平面に対して14.04°、底面55のY方向の寸法は2.0mmとした。これら以外は、上述した実施例1と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率は72.1%であった。
(Example 7)
The light guide plate has the configuration shown in FIG. The thickness of the light guide plate was h5 = 0.2 mm. The inclined surface angle (inclination angle of each divided
(実施例8)
導光板形状は図6に示した構成とした。導光板厚みはh6=0.2mmとした。傾斜面角度(分割傾斜面34a(P1〜P5)のX−Y平面に対する角度)はP1=50°、P2〜P3=45°、P5=41°に設定した。同図中に符号m6で示す寸法は0.5mmとした。分割傾斜面P1の傾斜角度を50°としたので、分割傾斜面P1の+Y側におけるZ方向の位置は、実施例7の対応する位置よりも0.04mmだけ上(+Z方向側)に設定されている。また、分割傾斜面P5の傾斜角度を41°としたので、分割傾斜面P5の−Y側におけるZ方向の位置は、実施例7の対応する位置よりも0.02mmだけ上(+Z方向側)に設定されている。これら以外は、上述した実施例7と同じとした。シミュレーションの結果、光利用効率は80.1%であった。
(Example 8)
The light guide plate has the configuration shown in FIG. The thickness of the light guide plate was h6 = 0.2 mm. The inclined surface angles (angles of the divided
(比較例1)
光源半値角(光源12を構成するLEDのY方向における半値全角)を55°に設定した以外は、上述した実施例1と同じにした。シミュレーションの結果、光利用効率は56.5%であった。
(Comparative Example 1)
Except that the light source half-value angle (half-value full angle in the Y direction of the LED constituting the light source 12) was set to 55 °, it was the same as Example 1 described above. As a result of the simulation, the light utilization efficiency was 56.5%.
(比較例2)
光源半値角(光源12を構成するLEDのY方向における半値全角)を90°に設定した以外は、上述した実施例1と同じにした。シミュレーションの結果、光利用効率は54.4%であった。
(Comparative Example 2)
Except that the light source half-value angle (half-value full angle in the Y direction of the LED constituting the light source 12) was set to 90 °, it was the same as Example 1 described above. As a result of the simulation, the light utilization efficiency was 54.4%.
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上述した実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the embodiment described above is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
11,21,31,41,51,61…面光源装置
12…光源
13…導光板
14,22,32,42,52,62…入射端部
15…導光板本体
16…裏面
17…出射面
18…入射面
19…傾斜面
24a,34a,44a,44b、44c…分割傾斜面
24b、34b…接続面
52a…導入部
52b…伝達部
56…導光斜面
11, 21, 31, 41, 51, 61 ... surface
Claims (7)
前記導光板は、その内部を伝搬する光を反射する裏面およびその内部を伝搬する光を出射する出射面を有する導光板本体と、該導光板本体の側部に一体的に配置され、前記光源からの光が入射される入射端部とを備え、
前記入射端部は、前記光源からの光を受け入れる入射面と、該入射面を介して入射される前記光源からの光を前記導光板本体側へ反射させるように、該入射面に対して傾斜された傾斜面とを有し、
前記光源は半値全角45°以下の配光特性に設定されたことを特徴とする面光源装置。 A surface light source device comprising a light source and a light guide plate made of a plate-like body that guides light from the light source,
The light guide plate is integrally disposed on a light guide plate body having a back surface that reflects light propagating in the interior and an exit surface that emits light propagating in the interior, and on a side portion of the light guide plate body, and the light source And an incident end where light from is incident,
The incident end is inclined with respect to the incident surface so as to reflect an incident surface that receives light from the light source and the light from the light source that is incident through the incident surface toward the light guide plate body side. An inclined surface,
The surface light source device, wherein the light source is set to have a light distribution characteristic of a full width at half maximum of 45 ° or less.
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CN108415119A (en) * | 2018-05-11 | 2018-08-17 | 深圳市帝显电子有限公司 | A kind of backlight module and display equipment |
WO2021182598A1 (en) * | 2020-03-13 | 2021-09-16 | 三菱ケミカル株式会社 | Light-guiding plate and ar display |
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2009
- 2009-12-28 JP JP2009298242A patent/JP2011138698A/en active Pending
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