JP2012256534A - Planar lighting device - Google Patents

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Atsushi Yamada
山田  敦
Tomoko Ohara
知子 大原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planar lighting device of sidelight type capable of expanding uniform region of luminance of emitting light and improving its average luminance, while containing enlargement of the device.SOLUTION: The planar lighting device 10 is a sidelight type planar lighting device having a light guide plate 12 and light sources 17, 18 which are arranged along two opposed side end faces 13, 15 of the light guide plate 12, and is provided with a double-sided prism sheet 14 that is arranged on the emission face 19 side of the light guide plate 12. The rear face 20 of the light guide plate 12 includes a first region 22 in which an optical path changing means 21 is not formed and a second region 24 in which the optical path changing means 21 is formed, and a prescribed length B in light guide direction of the first region 21 satisfies relations of 0<B<(X-Y)/2 with the total length X in light guide direction of the light guide plate 12 and the length Y in light guide direction of an effective area 28 of the emission face 20.

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライト、特に、裸眼3D表示システムに用いられる液晶表示装置用のバックライトとして好適な面状照明装置に関する。   The present invention relates to a planar illumination device suitable as a backlight of a liquid crystal display device, particularly as a backlight for a liquid crystal display device used in a naked-eye 3D display system.

近年、観察者が、眼鏡等の専用の器具を使用することなく、立体(3D)画像を視認することが可能な裸眼3D表示システムが注目されている。従来、このような裸眼3D表示システムにおいて、液晶表示装置に表示される左眼用画像及び右眼用画像を、バックライトからの照明光の配光制御によって、それぞれ左眼のみ及び右眼のみに供給し、それによって、裸眼3D表示を実現する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, a naked-eye 3D display system that allows an observer to visually recognize a stereoscopic (3D) image without using a dedicated instrument such as glasses has attracted attention. Conventionally, in such a naked-eye 3D display system, an image for the left eye and an image for the right eye displayed on the liquid crystal display device are respectively applied to only the left eye and only the right eye by the light distribution control of illumination light from the backlight. There has been proposed a technique for supplying and thereby realizing naked-eye 3D display (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載の表示装置110は、図5に示すように、液晶ディスプレイパネル120、液晶ディスプレイパネル120に光を供給するバックライト130、液晶ディスプレイパネル120とバックライト130との間に配置された両面プリズムフィルム140を含む。バックライト130は、導光板125と、導光板125の第1の光入力面131に配置された右眼用画像固体光源132と、第2の光入力面133に配置された左眼用画像固体光源134を含む。また、導光板125の裏面136には、その全面に光路変更手段としてリニアプリズムが形成されている。   As shown in FIG. 5, the display device 110 described in Patent Document 1 is disposed between a liquid crystal display panel 120, a backlight 130 that supplies light to the liquid crystal display panel 120, and between the liquid crystal display panel 120 and the backlight 130. A double-sided prism film 140. The backlight 130 includes a light guide plate 125, a right eye image solid light source 132 disposed on the first light input surface 131 of the light guide plate 125, and a left eye image solid disposed on the second light input surface 133. A light source 134 is included. Further, a linear prism is formed on the entire rear surface 136 of the light guide plate 125 as an optical path changing means.

両面プリズムフィルム140は、導光板125の光出力面135側の面に、第1、第2の光入力面131、133と略平行に延びる三角プリズム列を備え、ディスプレイパネル120側の面に、第1、第2の光入力面131、133と略平行に延びる円筒レンズ列を備えており、この構成をもって、第1の光入力面131から導光板125に入射して光出力面135から出射した光の方向を、観察者の右眼方向に変換し、第2の光入力面133から導光板125に入射して光出力面135から出射した光の方向を、観察者の左眼方向に変換するように機能する。   The double-sided prism film 140 includes a triangular prism row extending substantially parallel to the first and second light input surfaces 131 and 133 on the surface of the light guide plate 125 on the light output surface 135 side, and on the surface on the display panel 120 side, Cylindrical lens rows extending substantially parallel to the first and second light input surfaces 131 and 133 are provided. With this configuration, the light enters the light guide plate 125 from the first light input surface 131 and exits from the light output surface 135. The direction of the emitted light is converted into the direction of the right eye of the observer, and the direction of the light incident on the light guide plate 125 from the second light input surface 133 and emitted from the light output surface 135 is changed to the direction of the left eye of the observer. Functions to convert.

そして、表示システム110は、ディスプレイパネル120に右眼用画像と左眼用画像を交互に表示するとともに、右眼用画像の表示時には、右眼用画像固体光源132を点灯(同時に、左眼用画像固体光源134を消灯)し、左眼用画像の表示時には、左眼用画像固体光源134を点灯(同時に、右眼用画像固体光源132を消灯)することによって、観察者の右眼及び左眼に、それぞれ右眼用画像及び左眼用画像を選択的に供給するものである。尚、表示システム110は、このような動作を可能にするための同期駆動素子150及び画像ソース160を備えている。   The display system 110 alternately displays the right-eye image and the left-eye image on the display panel 120, and turns on the right-eye image solid-state light source 132 (at the same time for the left-eye) when displaying the right-eye image. When the left eye image is displayed, the left eye image solid light source 134 is turned on (at the same time, the right eye image solid light source 132 is turned off). A right eye image and a left eye image are selectively supplied to the eyes. The display system 110 includes a synchronous driving element 150 and an image source 160 for enabling such an operation.

特表2010−541020号公報Special table 2010-541020

従来、図5に示すような裸眼3D表示システム用のバックライトにおいて、導光板125の裏面136の全面にリニアプリズムを形成した場合、光入力面131、133付近で輝度が著しく高くなり、均一な照明光が得られないという問題があった。この問題に対処するために、例えば、光入力面131、133付近の輝度が著しく高い部分を遮光して非有効エリアとすることが考えられるが、この場合には、第1の光入力面131と第2の光入力面133との間に必要な有効エリアを確保するために、導光板の長さを延長しなければならず、装置が大型化するという問題が生じる。さらに、この方法では、光源132、134からの出射光の利用効率も低下するため、有効エリアから出射する光の総量(ひいては、バックライトの平均輝度)が低下する。   Conventionally, in a backlight for a naked-eye 3D display system as shown in FIG. 5, when a linear prism is formed on the entire back surface 136 of the light guide plate 125, the luminance is remarkably increased near the light input surfaces 131 and 133. There was a problem that illumination light could not be obtained. In order to deal with this problem, for example, it is conceivable that a portion with extremely high luminance near the light input surfaces 131 and 133 is shielded to be an ineffective area. In this case, the first light input surface 131 is used. In order to secure a necessary effective area between the second light input surface 133 and the second light input surface 133, the length of the light guide plate must be extended, resulting in a problem that the apparatus becomes larger. Further, in this method, since the utilization efficiency of the light emitted from the light sources 132 and 134 is also reduced, the total amount of light emitted from the effective area (and consequently the average brightness of the backlight) is reduced.

本発明は、上記課題に鑑み、サイドライト型の面状照明装置において、装置の大型化を抑制しつつ出射光の輝度の均一領域を拡大し、かつ、その平均輝度を向上させることが可能な面状照明装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention is capable of expanding a uniform region of luminance of emitted light and improving the average luminance of the sidelight type planar lighting device while suppressing an increase in size of the device. An object is to provide a planar lighting device.

以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。   The following aspects of the present invention exemplify the configuration of the present invention, and will be described separately for easy understanding of various configurations of the present invention. Each section does not limit the technical scope of the present invention, and some of the components of each section are replaced, deleted, or further, while referring to the best mode for carrying out the invention. Those to which the above components are added can also be included in the technical scope of the present invention.

(1)導光板と、該導光板の対向する2つの側端面に沿って配置される光源とを備えるサイドライト型の面状照明装置において、前記導光板の出射面側に配置される両面プリズムシートを備えており、前記導光板の裏面は、前記光源が配置される2つの側端面のそれぞれから導光方向に所定の長さを有する範囲に設けられ、光路変更手段が形成されない第1領域と、2つの前記第1領域の間に設けられ、光路変更手段が形成された第2領域とを含み、前記第1領域の導光方向の所定の長さBは、前記導光板の導光方向の全長X及び前記出射面の有効エリアの導光方向の長さYと、
0<B<(X−Y)/2
の関係を満たすことを特徴とする面状照明装置(請求項1)。
(1) In a sidelight type planar illumination device including a light guide plate and a light source disposed along two opposing side end surfaces of the light guide plate, a double-sided prism disposed on the output surface side of the light guide plate A first region in which a rear surface of the light guide plate is provided in a range having a predetermined length in a light guide direction from each of two side end surfaces on which the light source is disposed, and an optical path changing unit is not formed And a second region provided between the two first regions and formed with an optical path changing means, wherein the predetermined length B in the light guide direction of the first region is the light guide of the light guide plate A total length X in the direction and a length Y in the light guide direction of the effective area of the exit surface;
0 <B <(XY) / 2
A planar lighting device satisfying the following relationship (Claim 1).

(2)(1)項に記載の面状照明装置において、前記光路変更手段は、前記導光板の入光面に平行に延びるリニアプリズムであることを特徴とする面状照明装置(請求項2)。 (2) The planar illumination device according to (1), wherein the optical path changing means is a linear prism extending in parallel with a light incident surface of the light guide plate. ).

(3)(1)または(2)項に記載の面状照明装置において、前記導光板の裏面の前記第2領域は、凸状の曲面からなることを特徴とする面状照明装置(請求項3)。 (3) The planar illumination device according to (1) or (2), wherein the second region on the back surface of the light guide plate is formed by a convex curved surface. 3).

本発明に係る面状照明装置は、以上のように構成したことにより、サイドライト型の面状照明装置において、装置の大型化を抑制しつつ出射光の輝度の均一な領域を拡大し、かつ、その平均輝度を向上させることが可能となる。
本発明に係る面状照明装置は、裸眼3D表示システムの液晶表示装置用バックライトとして好適に用いることができる。
The planar lighting device according to the present invention is configured as described above, and thus, in the sidelight type planar lighting device, enlarges a uniform region of luminance of emitted light while suppressing an increase in size of the device, and The average luminance can be improved.
The planar illumination device according to the present invention can be suitably used as a backlight for a liquid crystal display device of a naked eye 3D display system.

(a)は、本発明の一実施形態における面状照明装置の要部を示す側面図であり、(b)は、(a)に示す面状照明装置の導光板を示す側面図である。(A) is a side view which shows the principal part of the planar illuminating device in one Embodiment of this invention, (b) is a side view which shows the light-guide plate of the planar illuminating device shown to (a). (a)及び(b)は、本発明の一実施形態における面状照明装置が備える導光板の別の例をそれぞれ示す側面図である。(A) And (b) is a side view which shows another example of the light-guide plate with which the planar illuminating device in one Embodiment of this invention is provided, respectively. (a)、(b)、(c)は、本発明の一実施形態における面状照明装置が備える導光板のさらに別の例をそれぞれ示す側面図である。(A), (b), (c) is a side view which respectively shows another example of the light-guide plate with which the planar illuminating device in one Embodiment of this invention is provided. (a)、(b)は、第1領域の長さをパラメータとして、導光板の導光方向位置に対する輝度分布を示したグラフであり、(a)は、左側光源のみを点灯させたときの輝度分布、(b)は、右側光源のみを点灯させたとき輝度分布を示す(A), (b) is the graph which showed the luminance distribution with respect to the light guide direction position of a light-guide plate by making the length of 1st area | region into a parameter, (a) is when only the left side light source is lighted. Luminance distribution, (b) shows the luminance distribution when only the right light source is turned on. 従来の裸眼3D表示システムの一例を示す側面図である。It is a side view which shows an example of the conventional naked eye 3D display system.

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。尚、面状照明装置の全体または部分を示す各図は、いずれも説明のために特徴を強調して示す模式図であって、図示された各部分の相対的な寸法は、必ずしも実際の縮尺を反映するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, each figure which shows the whole or a part of a planar illuminating device is a schematic diagram which emphasizes the characteristic for description, and the relative dimension of each part shown in figure is not necessarily an actual scale. Does not reflect.

図1(a)は、本発明の一実施形態における面状照明装置の要部を示す側面図である。
図1(a)に示す面状照明装置10は、導光板12と、光源17、18とを備えるサイドライト型の面状照明装置である。導光板12は、その一主面を出射面19とし、出射面19に対向する主面(裏面)を反射面20とする板状の導光体であり、対向する2つの側端面が入光面13、15として用いられ、各入光面13、15に沿って複数の光源(例えば、発光ダイオード)17、18が配置されている。さらに、面状照明装置10において、導光板12の出射面19側には、両面プリズムシート14が配置され、導光板12の反射面20側には、光学シート16が配置されている。
Fig.1 (a) is a side view which shows the principal part of the planar illuminating device in one Embodiment of this invention.
A planar illumination device 10 illustrated in FIG. 1A is a sidelight type planar illumination device including a light guide plate 12 and light sources 17 and 18. The light guide plate 12 is a plate-shaped light guide body having one main surface as an output surface 19 and a main surface (back surface) opposite to the output surface 19 as a reflection surface 20, and two opposing side end surfaces are incident. A plurality of light sources (for example, light emitting diodes) 17 and 18 are disposed along the light incident surfaces 13 and 15, which are used as the surfaces 13 and 15. Further, in the planar illumination device 10, a double-sided prism sheet 14 is disposed on the light exit surface 19 side of the light guide plate 12, and an optical sheet 16 is disposed on the reflective surface 20 side of the light guide plate 12.

導光板12は、メタクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂材料を成形してなり、入光面13、15を通じて導光板12へと入射した光を、出射面19と反射面20との間で全反射を繰返しつつ導光板12内をそれぞれ対向する入光面15、13側へ向けて伝播させ、その過程で、伝播光を出射面19から均一に出射させるものである。この意味で、面状照明装置10において、導光板12の入光面13、15に直交する方向(図1において、紙面左右方向)を導光方向という。   The light guide plate 12 is formed by molding a transparent resin material such as methacrylic resin or polycarbonate resin. All light incident on the light guide plate 12 through the light incident surfaces 13 and 15 is transmitted between the light exit surface 19 and the reflection surface 20. The light is propagated through the light guide plate 12 toward the light incident surfaces 15 and 13 facing each other while repeating reflection, and the propagation light is uniformly emitted from the emission surface 19 in the process. In this sense, in the planar lighting device 10, a direction orthogonal to the light incident surfaces 13 and 15 of the light guide plate 12 (the left-right direction in FIG. 1) is referred to as a light guide direction.

尚、以下の説明において、導光板12の各構成要素について、導光方向の長さを単に「長さ」ともいい、主面(出射面19、反射面20)と平行な平面内の導光方向に直交する方向(図1において、紙面に垂直な方向)の長さ、及び、導光板12の主面に直交する方向(図1において、紙面上下方向)の長さを、それぞれ「幅」及び「厚み」ともいう。   In the following description, for each component of the light guide plate 12, the length in the light guide direction is also simply referred to as “length”, and the light guide is in a plane parallel to the main surface (the exit surface 19 and the reflection surface 20). The length in the direction orthogonal to the direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1) and the length in the direction orthogonal to the main surface of the light guide plate 12 (the vertical direction in FIG. 1) are respectively “width”. Also referred to as “thickness”.

ここで、面状照明装置10は、図5を参照して上述したような裸眼3D表示システムにおける液晶パネルのバックライトとして好適に用いられるものであり、その両面プリズムシート14は、例えば、図5に示す両面プリズムフィルム140と同様の構成を備えるものである。但し、本発明は、両面プリズムシート14の構成によって限定されるものではなく、両面プリズムフィルム140と同様の機能を果たす限り、任意の適切な構成とすることができる。 Here, the planar illumination device 10 is suitably used as a backlight of a liquid crystal panel in the naked-eye 3D display system as described above with reference to FIG. 5, and the double-sided prism sheet 14 is, for example, as shown in FIG. The double-sided prism film 140 shown in FIG. However, the present invention is not limited by the configuration of the double-sided prism sheet 14 and can have any appropriate configuration as long as the same function as that of the double-sided prism film 140 is achieved.

また、面状照明装置10において、導光板12の反射面20側に配置される光学シート16は、高反射シート(例えば、反射率98%以上)であってもよく、あるいは、光吸収部材を含んでなり、これによって、光学シート16に入射した光の反射(ひいては、この反射光の導光板12への入光)を防止するもの(例えば、反射率30%以下)であってもよい。   In the planar illumination device 10, the optical sheet 16 disposed on the reflective surface 20 side of the light guide plate 12 may be a highly reflective sheet (for example, a reflectance of 98% or more), or a light absorbing member. In other words, it may be one that prevents the reflection of the light incident on the optical sheet 16 (and hence the incident light of the reflected light into the light guide plate 12) (for example, the reflectance is 30% or less).

尚、面状照明装置10において、光学シート16に入射する光には、導光板12の反射面20から漏れた光、光源17、18から導光板12に入光せずに直接光学シート16に入射する光、導光板12から出射した光が両面プリズムシート14により反射して導光板12を介して光学部材16に入射する光、両面プリズムシート14から出射した光が液晶パネル等の裏面で反射して両面プリズムシート14と導光板12を介して光学部材16に入射する光等が含まれる。   In the planar illumination device 10, the light incident on the optical sheet 16 includes light leaked from the reflection surface 20 of the light guide plate 12 and directly enters the optical sheet 16 without entering the light guide plate 12 from the light sources 17 and 18. Incident light, light emitted from the light guide plate 12 is reflected by the double-sided prism sheet 14 and incident on the optical member 16 through the light guide plate 12, and light emitted from the double-sided prism sheet 14 is reflected on the back surface of the liquid crystal panel or the like. Thus, light incident on the optical member 16 through the double-sided prism sheet 14 and the light guide plate 12 is included.

そして、面状照明装置10において、導光板12の反射面20は、図1(b)に示すように、入光面13、15からそれぞれ導光方向に所定の長さBを有する範囲に設けられる第1領域22と、入光面13側の第1領域22と入光面15側の第1領域22との間に設けられる第2領域24とを含んでいる。したがって、導光板12の導光方向の全長をXとすると、第2領域24の導光方向の長さAは「X−2B」となる。 In the planar illumination device 10, the reflection surface 20 of the light guide plate 12 is provided in a range having a predetermined length B in the light guide direction from the light incident surfaces 13 and 15 as shown in FIG. And a second region 24 provided between the first region 22 on the light incident surface 13 side and the first region 22 on the light incident surface 15 side. Therefore, when the total length of the light guide plate 12 in the light guide direction is X, the length A of the second region 24 in the light guide direction is “X-2B”.

そして、第2領域24には、入光面13、15と略平行に延びる複数のリニアプリズム21が形成され、第1領域22は、リニアプリズム21が形成されていない平坦面からなる。ここで、リニアプリズム21は、入光面13、15を通じて導光板12に入射して反射面20に到達した光の一部を反射して出射面19から出射させ、それぞれ適切な入射角でもって両面プリズムシート14に入射させるためのものである。 A plurality of linear prisms 21 extending substantially parallel to the light incident surfaces 13 and 15 are formed in the second region 24, and the first region 22 is formed of a flat surface on which the linear prisms 21 are not formed. Here, the linear prism 21 reflects a part of the light that has entered the light guide plate 12 through the light incident surfaces 13 and 15 and reached the reflection surface 20 to be emitted from the emission surface 19, and has an appropriate incident angle. This is for entering the double-sided prism sheet 14.

さらに、面状照明装置10において、出射面19は、導光方向に所定の長さYを有する範囲を有効エリア28として、有効エリア28からの出射光を照明光として利用するように構成されており、有効エリア28の外側にある入光面13側の領域及び入光面15側の領域は、それらの領域からの出射光を照明光として利用しない非有効エリア26となっている。
そして、反射面20の第1領域22の導光方向の所定の長さBは、導光板12の導光方向の全長X及び出射面19の有効エリア28の導光方向の長さYと、
0<B<(X−Y)/2・・・・(1)
の関係を満たすように設定される。
Further, in the planar illumination device 10, the exit surface 19 is configured to use a range having a predetermined length Y in the light guide direction as an effective area 28 and use the emitted light from the effective area 28 as illumination light. In addition, the area on the light incident surface 13 side and the area on the light incident surface 15 side outside the effective area 28 are non-effective areas 26 in which light emitted from these areas is not used as illumination light.
The predetermined length B in the light guide direction of the first region 22 of the reflection surface 20 is the total length X of the light guide plate 12 in the light guide direction and the length Y of the effective area 28 of the output surface 19 in the light guide direction.
0 <B <(XY) / 2 (1)
Is set to satisfy the relationship.

ここで、「(X−Y)/2」は、非有効エリア26の各入光面13、15からの導光方向の長さに相当する。したがって、上式(1)は、各第1領域22と第2領域24との境界が、それぞれ、導光板12の反射面20の、非有効エリア26に対応する領域内にあることを意味する。言い換えれば、反射面20の第2領域24の導光方向の長さAは、出射面20の有効エリア28の導光方向の長さYよりも長く(かつ、導光板12の全長Xよりも短く)なるように設定される。   Here, “(XY) / 2” corresponds to the length in the light guide direction from the light incident surfaces 13 and 15 of the ineffective area 26. Therefore, the above equation (1) means that the boundary between each first region 22 and the second region 24 is in the region corresponding to the non-effective area 26 of the reflection surface 20 of the light guide plate 12. . In other words, the length A in the light guide direction of the second region 24 of the reflection surface 20 is longer than the length Y in the light guide direction of the effective area 28 of the emission surface 20 (and is longer than the total length X of the light guide plate 12). (Short).

尚、面状照明装置10において、その導光板は、図2(a)に示す導光板12aのように、第2領域24aが、凸状の曲面をなすものであってもよい。好ましくは、第2領域24aをなす凸状の曲面は、導光板12aの厚みが導光方向の中心部で最も厚くなるように形成されており、例えば、側面視円弧状の曲面からなるものである。あるいは、導光板は、図2(b)に示す導光板12bのように、第2領域24bが、凹状の曲面(例えば、側面視円弧状の曲面)をなすものであってもよい。   In the planar illumination device 10, the light guide plate may be such that the second region 24a has a convex curved surface, like the light guide plate 12a shown in FIG. Preferably, the convex curved surface forming the second region 24a is formed such that the thickness of the light guide plate 12a is the thickest at the center in the light guide direction, and is, for example, a curved surface having an arc shape when viewed from the side. is there. Alternatively, the light guide plate may be such that the second region 24b forms a concave curved surface (for example, a curved surface having an arc shape when viewed from the side) as in the light guide plate 12b shown in FIG.

また、導光板12の第2領域を凸形状に形成する場合、第2領域は、図3(a)に示す第2領域24cのように側面視楕円弧状の曲面からなるものであってもよく、図3(b)に示す第2領域24dのように、側面視三角形状に構成された平坦面からなるものであってもよく、図3(c)に示す第2領域24eのように側面視台形状に構成された平坦面からなるものであってもよい。また、図3(a)〜(c)のいずれの場合についても、好ましくは、第2領域24aをなす凸状の曲面は、導光板12aの厚みが導光方向の中心部で最も厚くなるように形成されているものである。   Moreover, when forming the 2nd area | region of the light-guide plate 12 in convex shape, a 2nd area | region may consist of a curved surface of elliptical arc view in side view like the 2nd area | region 24c shown to Fig.3 (a). As shown in FIG. 3B, the second region 24d may be a flat surface configured in a triangular shape in side view, and the second region 24e shown in FIG. It may consist of a flat surface configured in the shape of a viewing platform. 3A to 3C, preferably, the convex curved surface forming the second region 24a is such that the thickness of the light guide plate 12a is the thickest at the center in the light guide direction. Is formed.

尚、図3において、各第2領域24c〜eに形成されるリニアプリズムの図示は省略されている。また、導光板12の第2領域24を凹形状に形成する場合、図3(a)〜(c)に示した形状の凹凸を反転させた形状とするものであってもよい。   In FIG. 3, illustration of linear prisms formed in the second regions 24c to 24e is omitted. Moreover, when forming the 2nd area | region 24 of the light-guide plate 12 in concave shape, you may make it into the shape which reversed the unevenness | corrugation of the shape shown to Fig.3 (a)-(c).

以上のように構成された面状照明装置10の作用効果を、図4及び表1、表2、表3を参照して説明する。
ここで、図4(a)、(b)は、第1領域22の長さBをパラメータとして、導光板12の導光方向位置に対する輝度分布を示したグラフであり、(a)は、左側光源(例えば、光源18)のみを点灯させたときの輝度分布、(b)は、右側光源(例えば、光源17)のみを点灯させたときの輝度分布を示すものである。
The effects of the planar illumination device 10 configured as described above will be described with reference to FIG. 4 and Tables 1, 2, and 3.
4A and 4B are graphs showing the luminance distribution with respect to the light guide direction position of the light guide plate 12 using the length B of the first region 22 as a parameter, and FIG. The luminance distribution when only the light source (for example, the light source 18) is turned on, and (b) shows the luminance distribution when only the right light source (for example, the light source 17) is turned on.

測定に使用した導光板12の全長Xは108mmであり、図4(a)、(b)の横軸は、導光板12の導光方向の中心部を0、右方向を正方向として、導光方向位置を示している。また、測定において、光源17、18としてLEDが用いられた。さらに、出射面19における有効エリア28の長さYは92mmと設定した。したがって、各非有効エリア26の長さ「(X−Y)/2」は、8mmである。   The total length X of the light guide plate 12 used for the measurement is 108 mm, and the horizontal axes in FIGS. 4A and 4B are guided with the central portion of the light guide direction of the light guide plate 12 being 0 and the right direction being the positive direction. The light direction position is shown. In the measurement, LEDs were used as the light sources 17 and 18. Further, the length Y of the effective area 28 on the emission surface 19 was set to 92 mm. Therefore, the length “(XY) / 2” of each ineffective area 26 is 8 mm.

また、測定に使用した導光板12は、第1領域22における厚みが0.6mmであり、第2領域24は、導光板12が、導光方向の中心部が最も厚くなるような曲面からなるものである。   The light guide plate 12 used for the measurement has a thickness in the first region 22 of 0.6 mm, and the second region 24 has a curved surface in which the light guide plate 12 has the thickest central portion in the light guide direction. Is.

測定は、第1領域22の長さBをそれぞれ0mm(サンプルNo.1)、2mm(サンプルNo.2)、4mm(サンプルNo.3)、5mm(サンプルNo.4)、6mm(サンプルNo.5)、8mm(サンプルNo.6)とした6個のサンプルについて行われ、図4(a)、(b)にそれぞれ異なる線種で示された曲線に付された番号1〜6は、サンプルNo.である。 In the measurement, the length B of the first region 22 is 0 mm (sample No. 1), 2 mm (sample No. 2), 4 mm (sample No. 3), 5 mm (sample No. 4), and 6 mm (sample No. 2). 5) and 6 mm of 8 mm (sample No. 6), numbers 1 to 6 attached to the curves indicated by different line types in FIGS. 4A and 4B are the samples. No. It is.

尚、それぞれのサンプルについて、第2領域24(長さA=X−2B)には、ピッチ89μmで配列された複数のリニアプリズム21が形成されている。但し、B=0mmであるサンプルNo.1は、反射面20全体が第2領域24として構成されている。   For each sample, a plurality of linear prisms 21 arranged at a pitch of 89 μm are formed in the second region 24 (length A = X−2B). However, sample no. 1, the entire reflection surface 20 is configured as a second region 24.

図4(a)、(b)から、一般に、入光面13、15付近(すなわち、図4(a)の場合、−50mm付近、図4(b)の場合50mm付近)の輝度について、次のような傾向があることが分かる。すなわち、第1領域22の長さBが短い場合、入光面13、15付近の輝度は著しく高い値を示し、第1領域22の長さBが長くなるにつれて、そのピークが低下して輝度分布は均一化してくるが、第1領域22の長さBがさらに長くなると、今度は、入光面13、15付近の輝度は著しく低い値を示すようになる。   From FIGS. 4A and 4B, in general, the luminance in the vicinity of the light incident surfaces 13 and 15 (that is, around −50 mm in the case of FIG. 4A and around 50 mm in the case of FIG. 4B) is as follows. It can be seen that there is a tendency like this. That is, when the length B of the first region 22 is short, the luminance near the light incident surfaces 13 and 15 shows a remarkably high value, and as the length B of the first region 22 increases, the peak decreases and the luminance The distribution becomes uniform, but when the length B of the first region 22 is further increased, the luminance near the light incident surfaces 13 and 15 now shows a remarkably low value.

下に示す表1及び表2は、このような傾向を示す輝度分布について、輝度の均一性を評価した結果をまとめたものであり、表1及び表2は、それぞれ図4(a)、図4(b)に対応する。

Figure 2012256534
Tables 1 and 2 shown below summarize the results of evaluating the uniformity of luminance for the luminance distribution exhibiting such a tendency. Tables 1 and 2 are shown in FIG. 4A and FIG. This corresponds to 4 (b).
Figure 2012256534

Figure 2012256534
Figure 2012256534

ここで、表1及び表2において、輝度均一領域は、導光板12の導光方向の全長にわたって2mm毎に測定した各点の輝度の平均値に対して、±10%以内の値を示す範囲である。また、平均輝度は、このようにして求められた輝度均一領域内の各点の輝度の平均値を示す。表1及び表2から、第1領域22を設けていない(B=0mm)サンプルNo.1の平均輝度に対して、第1領域22を設けた(B>0mm)サンプルNo.2〜6では、いずれも平均輝度が向上していることが分かる。   Here, in Table 1 and Table 2, the uniform luminance region is a range showing a value within ± 10% with respect to the average value of the luminance at each point measured every 2 mm over the entire length of the light guide plate 12 in the light guide direction. It is. The average luminance indicates the average value of the luminance at each point in the luminance uniform region obtained in this way. From Table 1 and Table 2, sample No. 1 in which the first region 22 is not provided (B = 0 mm). Sample No. 1 provided with the first region 22 (B> 0 mm) with respect to the average luminance of 1. In 2-6, it turns out that average brightness | luminance is improving all.

さらに、表1及び表2に示す輝度均一領域について、その両方で輝度均一領域となっている範囲を、新たに輝度均一領域としてまとめた結果を、各輝度均一領域の長さとともに表3に示す。   Further, with respect to the luminance uniform areas shown in Table 1 and Table 2, the results of newly integrating the areas that are the luminance uniform areas in both are shown in Table 3 together with the length of each luminance uniform area. .

Figure 2012256534
Figure 2012256534

例えば、面状照明装置10を、図5を参照して上述したような裸眼3D表示システムにおけるバックライトとして用いた場合、このような裸眼3D表示システムは、右側LEDと左側LEDを交互に点消灯することによって3D表示を実現するものであるため、表3に示す輝度均一領域が、有効エリア28として好適に使用可能な領域となる。   For example, when the planar illumination device 10 is used as a backlight in the naked-eye 3D display system as described above with reference to FIG. 5, such a naked-eye 3D display system alternately turns on and off the right LED and the left LED. Thus, 3D display is realized, so that the uniform luminance region shown in Table 3 is a region that can be suitably used as the effective area 28.

表3から、第1領域22を設けていない(B=0mm)サンプルNo.1では、輝度均一領域の長さが88mmであり、設定された有効エリアの長さY=92mmを確保できないのに対して、それぞれ長さB=2mm、4mm、5mm、6mmの第1領域22を設けたサンプルNo.2〜5では、輝度均一領域の長さが、それぞれ92mm、96mm、104mm、92mmに延長され、この輝度領域内に必要な有効エリアを確保することが可能となることが分かる。一方、第1領域22の長さを8mm(すなわち、非有効エリアの長さ(X−Y)/2)まで延長した場合、輝度均一領域の長さは84mmに短縮し、この場合にも、必要な有効エリアを確保することはできない。   From Table 3, sample No. 1 in which the first region 22 is not provided (B = 0 mm). 1, the length of the uniform luminance region is 88 mm, and the set effective area length Y = 92 mm cannot be secured, whereas the first region 22 having the length B = 2 mm, 4 mm, 5 mm, and 6 mm, respectively. Sample No. provided with 2 to 5, it can be seen that the length of the uniform luminance region is extended to 92 mm, 96 mm, 104 mm, and 92 mm, respectively, and it is possible to secure a necessary effective area in the luminance region. On the other hand, when the length of the first region 22 is extended to 8 mm (that is, the length of the ineffective area (XY) / 2), the length of the uniform luminance region is reduced to 84 mm. The necessary effective area cannot be secured.

以上の結果は、第1領域22の長さBを、0<B<6mm(=(X−Y)/2)に設定することによって、必要な長さY=92mmを有する有効エリアを確保することが可能となることを示している。特に、約3mm<B<約5mmの範囲では、必要な有効エリアの長さYに対して、輝度均一領域の長さが十分な余裕を有しており、言い換えれば、所定の長さYを有する有効エリアを確保するために必要な導光板の全長Xを、短縮することが可能である。   As a result, the effective area having the required length Y = 92 mm is secured by setting the length B of the first region 22 to 0 <B <6 mm (= (X−Y) / 2). It shows that it becomes possible. In particular, in the range of about 3 mm <B <about 5 mm, the length of the uniform luminance region has a sufficient margin with respect to the required effective area length Y. In other words, the predetermined length Y is It is possible to shorten the total length X of the light guide plate necessary for securing the effective area.

以上のように、本実施形態における面状照明装置10では、導光板12の長さを延長して装置の大型化を招くことなく、輝度の均一な領域を拡大し、かつ、その領域における平均輝度を向上させることが可能となる。   As described above, in the planar illumination device 10 according to the present embodiment, a region with uniform luminance is expanded without extending the length of the light guide plate 12 and causing the device to be enlarged, and the average in the region is increased. The luminance can be improved.

さらに、面状照明装置10において、第2領域24を凸状の曲面からなるものとした場合には、一方の光源(例えば、光源18)の点灯時に、光源18から入光面15を通じて導光板12内に入光した光の出射面19からの取出効率を、導光板12の厚みが最大の箇所から入光面15側では低下させ、入光面13側では増大させることにより、輝度の均一性をさらに向上させることができる。勿論、これは、他方の光源(例えば、光源17)の点灯時にも同様のものである。   Further, in the planar illumination device 10, when the second region 24 is formed of a convex curved surface, the light guide plate from the light source 18 through the light incident surface 15 when one light source (for example, the light source 18) is turned on. The light extraction efficiency from the light exit surface 19 of the light incident on the light 12 is decreased on the light incident surface 15 side from the portion where the thickness of the light guide plate 12 is maximum, and is increased on the light incident surface 13 side, thereby making the luminance uniform. The property can be further improved. Of course, this is the same when the other light source (for example, the light source 17) is turned on.

尚、図4(a)、(b)(及び表1〜表3)に示した輝度分布は、導光板12の反射面20側に、反射率98%の光学シート16を配置して測定されたものである。面状照明装置10において、光学シート16として、このような高反射シートを用いた構成は、輝度の向上のために有利なものである。
但し、本発明に係る面状照明装置において、光学シート16の反射率を30%以下(例えば、0%)としても、図4(a)、(b)(及び表1〜表3)を参照して上述したような、輝度均一領域の拡大及びその平均輝度の向上について、同様の作用効果が得られるものである。
Note that the luminance distribution shown in FIGS. 4A and 4B (and Tables 1 to 3) is measured by placing the optical sheet 16 having a reflectance of 98% on the reflective surface 20 side of the light guide plate 12. It is a thing. In the planar lighting device 10, the configuration using such a highly reflective sheet as the optical sheet 16 is advantageous for improving the luminance.
However, in the planar lighting device according to the present invention, even if the reflectance of the optical sheet 16 is 30% or less (for example, 0%), see FIGS. 4A and 4B (and Tables 1 to 3). As described above, similar effects can be obtained with respect to the expansion of the uniform luminance region and the improvement of the average luminance.

そして、このように、光学シート16の反射率を30%以下(例えば、0%)とした場合には、面状照明装置10を、裸眼3D表示システムにおける液晶パネルのバックライトとして適用した場合に、右眼用光源(例えば、光源17)から出射されて観察者の左眼により視認される光、及び、左眼用光源(例えば、光源18)から出射されて観察者の右眼により視認される光を効果的に低減して、右眼用画像と左眼用画像のクロストークを低減することが可能となる。   As described above, when the reflectance of the optical sheet 16 is 30% or less (for example, 0%), the planar illumination device 10 is applied as a backlight of a liquid crystal panel in a naked-eye 3D display system. The light emitted from the right eye light source (for example, the light source 17) and visually recognized by the left eye of the observer, and the light emitted from the left eye light source (for example, the light source 18) and visually recognized by the observer's right eye. It is possible to reduce the crosstalk between the image for the right eye and the image for the left eye effectively.

この場合、光学シート16は、その全体が光吸収部材からなり、それによって光学シート16に入射する光の反射を、ほぼ完全に抑制するものであってもよい。または、光学シート16は、光の一部を反射し、かつ、一部を透過させる機能を備えた反射率制御部材と、光吸収部材とを積層してなる2層構造を備え、反射率制御部材が反射面20に対向するように配置されるものであってもよい。この場合、光学シート16は、反射率制御部材と光吸収部材とを接着剤(もしくは粘着剤)により接着(もしくは粘着)することにより構成され、反射率制御部材と接着層(もしくは粘着層)と光吸収部材の3層構造を備えるものであってもよい。   In this case, the entire optical sheet 16 may be made of a light absorbing member, and thereby the reflection of light incident on the optical sheet 16 may be suppressed almost completely. Alternatively, the optical sheet 16 has a two-layer structure in which a reflectance control member having a function of reflecting part of light and transmitting part of light and a light absorption member are laminated, and reflectance control is performed. The member may be disposed so as to face the reflecting surface 20. In this case, the optical sheet 16 is configured by adhering (or adhering) the reflectance control member and the light absorbing member with an adhesive (or adhesive), and the reflectance control member and the adhesive layer (or adhesive layer) A three-layer structure of a light absorbing member may be provided.

ここで、光学シート16に用いられる光吸収部材は、例えば、黒色顔料(例えば、カーボンブラック)を分散させた樹脂材料(例えば、PET)を成形してなる黒色フィルムであってもよく、このような黒色フィルムの表面に粗面加工を施したものであってもよい。また、光学シート16に用いられる反射率制御部材は、屈折率の異なる樹脂材料(例えば、PET)を多数層積層してなる多層膜構造を備えるものであってもよい。あるいは、反射率制御部材は、透明基材フィルム上に金属膜を形成してなるものであってもよい。この場合、反射率制御部材の透過率と反射率は、金属膜の厚さによって制御される。   Here, the light absorbing member used for the optical sheet 16 may be, for example, a black film formed by molding a resin material (for example, PET) in which a black pigment (for example, carbon black) is dispersed. The surface of a black film may be roughened. Moreover, the reflectance control member used for the optical sheet 16 may include a multilayer film structure formed by laminating a plurality of resin materials (for example, PET) having different refractive indexes. Alternatively, the reflectance control member may be formed by forming a metal film on a transparent substrate film. In this case, the transmittance and reflectance of the reflectance control member are controlled by the thickness of the metal film.

10:面状照明装置、12:導光板、13,15:入光面、14:両面プリズムシート、16:光学シート、17,18:光源、19:出射面、20:反射面、21:リニアプリズム、22:第1領域、24:第2領域、26:非有効エリア、28:有効エリア 10: planar illumination device, 12: light guide plate, 13, 15: light incident surface, 14: double-sided prism sheet, 16: optical sheet, 17, 18: light source, 19: exit surface, 20: reflective surface, 21: linear Prism, 22: first area, 24: second area, 26: ineffective area, 28: effective area

Claims (3)

導光板と、該導光板の対向する2つの側端面に沿って配置される光源とを備えるサイドライト型の面状照明装置において、
前記導光板の出射面側に配置される両面プリズムシートを備えており、前記導光板の裏面は、前記光源が配置される2つの側端面のそれぞれから導光方向に所定の長さを有する範囲に設けられ、光路変更手段が形成されない第1領域と、2つの前記第1領域の間に設けられ、光路変更手段が形成された第2領域とを含み、
前記第1領域の導光方向の所定の長さBは、前記導光板の導光方向の全長X及び前記出射面の有効エリアの導光方向の長さYと、
0<B<(X−Y)/2
の関係を満たすことを特徴とする面状照明装置。
In a sidelight type planar illumination device comprising a light guide plate and a light source disposed along two opposing side end surfaces of the light guide plate,
A double-sided prism sheet disposed on the light exit surface side of the light guide plate, the back surface of the light guide plate having a predetermined length in the light guide direction from each of the two side end surfaces on which the light source is disposed A first region where the optical path changing means is not formed, and a second region provided between the two first regions and where the optical path changing means is formed,
The predetermined length B in the light guide direction of the first region is the total length X in the light guide direction of the light guide plate and the length Y in the light guide direction of the effective area of the exit surface,
0 <B <(XY) / 2
A planar illumination device characterized by satisfying the relationship:
前記光路変更手段は、前記導光板の入光面に平行に延びるリニアプリズムであることを特徴とする請求項1に記載の面状照明装置。   The planar illumination device according to claim 1, wherein the optical path changing unit is a linear prism extending parallel to a light incident surface of the light guide plate. 前記導光板の裏面の前記第2領域は、凸状の曲面からなることを特徴とする請求項1または2に記載の面状照明装置。   The planar illumination device according to claim 1 or 2, wherein the second region on the back surface of the light guide plate is formed of a convex curved surface.
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