JP2013175429A - Planar light source device and display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、導光板を備えた面光源装置および当該面光源装置を備えた表示装置に関するものである。 The present invention relates to a surface light source device including a light guide plate and a display device including the surface light source device.
近年、液晶表示装置のさらなる薄型化および長寿命化を図るべく、蛍光ランプに代わって、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が多く採用されつつある。現在では、ＬＥＤを導光板側面に沿って一列に配列したエッジライト方式が、液晶表示装置の分野において主流となっている。 In recent years, in order to further reduce the thickness and life of liquid crystal display devices, LEDs (Light Emitting Diodes) are often used instead of fluorescent lamps. At present, the edge light system in which LEDs are arranged in a line along the side surface of the light guide plate has become the mainstream in the field of liquid crystal display devices.
しかし、エッジライト方式は、導光板側面にＬＥＤを配列させるスペースを必要とする。このため、少なくとも一端は、額縁（液晶表示装置の外形と液晶表示装置の有効発光領域との間隔）を広くしなければならない。 However, the edge light system requires a space for arranging LEDs on the side surface of the light guide plate. For this reason, at least one end must have a wide frame (the distance between the outer shape of the liquid crystal display device and the effective light emitting region of the liquid crystal display device).
一方、年々ＬＥＤの発光効率が向上するに従い、液晶表示装置内に使用するＬＥＤ個数が減ってきている。これにより、ＬＥＤ間の暗部対策が必要となってきている。また、高精細のバックライトにおいては、上記と異なり、多数のＬＥＤを導光板側面に配置することが要求されている。しかしながら、この場合には、導光板周囲にＬＥＤを配列させることにより、当該ＬＥＤが、液晶表示装置のマウントスペースと干渉する事態が発生している。 On the other hand, the number of LEDs used in a liquid crystal display device is decreasing as the luminous efficiency of LEDs increases year by year. As a result, it is necessary to take measures against dark areas between LEDs. Also, in the high-definition backlight, unlike the above, it is required to arrange a large number of LEDs on the side surface of the light guide plate. However, in this case, by arranging the LEDs around the light guide plate, a situation occurs in which the LEDs interfere with the mounting space of the liquid crystal display device.
そこで、エッジライト方式の上記各問題に鑑みて、ＬＥＤを導光板直下の有効発光領域に配した面光源装置が、提案されている。本明細書では、面光源装置における当該ＬＥＤの配設方式を、センターライト方式（または、直下型方式）と称することにする。 In view of the above problems of the edge light system, a surface light source device in which LEDs are arranged in an effective light emitting region directly under the light guide plate has been proposed. In this specification, the arrangement method of the LED in the surface light source device is referred to as a center light method (or a direct type).
当該センターライト方式であれば、ＬＥＤはすべて有効発光領域に配置される。したがって、導光板側面にスペースを必要とせず、液晶表示装置の額縁を狭くすることができる。また、センターライト方式では、液晶表示装置の側面に制約がなくなるため、固定位置を自由に設計することができる。 If it is the said center light system, all LED will be arrange | positioned in an effective light emission area | region. Therefore, no space is required on the side surface of the light guide plate, and the frame of the liquid crystal display device can be narrowed. Further, in the center light system, there is no restriction on the side surface of the liquid crystal display device, so that the fixed position can be freely designed.
センターライト方式の面光源装置の先行文献として、特許文献１に係る面光源装置が存在する。
As a prior document of a center light type surface light source device, there is a surface light source device according to
当該特許文献１に係る面光源装置では、導光板本体の下面側の所定の位置には、固体発光素子が配設されている。また、上面の所定の領域には、凹部が形成されている。当該凹部の側壁面は、固体発光素子から出射した光を、導光板本体の外へ出射させないように全反射させる。なお、全反射した光は、導光体内を導光した後、下面あるいは上面に設けられた光拡散部によって散乱され、結果として、強度の均一な光が面光源装置から出射される。
In the surface light source device according to
また、特許文献１に係る技術では、固体発光素子の大きさを考慮して、上記凹部の側壁面の曲面を設計しており、下面より入射させた光を完全に全反射させることができる構造としている。
Further, in the technology according to
しかしながら、特許文献１に記載の全反射可能な凹部が形成された上面を有する導光板の場合には、導光板の下面における入光部側は、平坦面となっている。このため、固体発光素子の中心と前記凹部の回転対称軸とがずれている場合には、固体発光素子から出射された光は、偏って分配されることになる。ここで、固体発光素子の中心と前記凹部の回転対称軸とが一致している場合には、固体発光素子から出射された光は、光は３６０度均等に分配される。
However, in the case of a light guide plate having an upper surface on which a totally reflective recess is formed as described in
したがって、特許文献１に記載の技術の場合には、固体発光素子の中心と前記凹部の回転対称軸とを、かなりの精度で一致させる必要がある。一つの面光源装置に対して複数の固体発光素子を用いる場合には、各固体発光素子に対して位置決めを精度良く行うことが必要となり、生産性の悪化が問題となる。
Therefore, in the case of the technique described in
そこで、本発明は、全反射可能な凹部が形成された上面を有する導光板を備える面光源装置において、光源の配設位置を精度良く決定しなくても、当該光源から出射された光が、偏って分配されることを抑制できる、面光源装置を提供することを目的とする。さらに、当該面光源装置を備えた表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is a surface light source device including a light guide plate having an upper surface on which a concave portion capable of total reflection is formed, and the light emitted from the light source can be determined without accurately determining the location of the light source. An object of the present invention is to provide a surface light source device capable of suppressing uneven distribution. Furthermore, it aims at providing the display apparatus provided with the said surface light source device.
上記の目的を達成するために、本発明に係る面光源装置は、第一の主面と、前記第一の主面に対向する第二の主面とを有する、導光板と、前記導光板の前記第二の主面側において、直下型方式で配置される光源とを、備えており、前記第一の主面には、前記光源からの光が当該第一の主面において全反射するように、第一の凹部が形成されており、前記第二の主面には、前記光源の少なくとも上部が配設される第二の凹部が形成されており、前記第二の凹部は、断面視において、鋸歯状の部分を有する。 In order to achieve the above object, a surface light source device according to the present invention includes a light guide plate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and the light guide plate. A light source arranged in a direct type is provided on the second main surface side, and light from the light source is totally reflected on the first main surface on the first main surface. As described above, a first recess is formed, and the second main surface is provided with a second recess in which at least an upper portion of the light source is disposed, and the second recess has a cross-section. In view, it has a serrated portion.
本発明に係る面光源装置は、第一の主面と、前記第一の主面に対向する第二の主面とを有する、導光板と、前記導光板の前記第二の主面側において、直下型方式で配置される光源とを、備えており、前記第一の主面には、前記光源からの光が当該第一の主面において全反射するように、第一の凹部が形成されており、前記第二の主面には、前記光源の少なくとも上部が配設される第二の凹部が形成されており、前記第二の凹部は、断面視において、鋸歯状の部分を有する。 The surface light source device according to the present invention includes a light guide plate having a first main surface and a second main surface facing the first main surface, and the second main surface side of the light guide plate. And a light source arranged in a direct type, and a first recess is formed on the first main surface so that light from the light source is totally reflected on the first main surface. The second main surface is formed with a second recess in which at least the upper portion of the light source is disposed, and the second recess has a sawtooth portion in a cross-sectional view. .
したがって、第一の凹部を有する本発明に係る面光源装置は、光源の配置位置の精度に係らず、導光板を導光した光は、導光板の鋸歯状の形状により、全方向にほぼ均等に分配される（光の伝搬の偏りを抑制することができる）。 Therefore, in the surface light source device according to the present invention having the first recess, the light guided through the light guide plate is substantially uniform in all directions due to the saw-tooth shape of the light guide plate regardless of the accuracy of the arrangement position of the light source. (The bias of light propagation can be suppressed).
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態に係る面光源装置１００ａの構成を示す分解斜視図である。また、図２は、面光源装置１００ａが備える導光板２の中央部付近の構成を示す拡大断面図である。ここで、図２には、Ｘ−Ｙ座標系を示している（Ｘ軸は、図２の水平方向であり、Ｙ軸は、図２の上下方向である）。
<
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a surface
面光源装置１００ａは、図１に示すように、点光源であるＬＥＤ１と、ＬＥＤ１から出射された光が入射される導光板２とを備えている。さらに、面光源装置１００ａは、導光板２を下面側（入光面側）から包み込む形状を有する反射シート３と、導光板２の上面側（出光面側）に配設される光学シート４とを備えている。
As shown in FIG. 1, the surface
導光板２は、第一の主面（上面）と第二の主面（下面）とを有し、矩形状の平面視構造を有し、所定の厚みを有する平板である。ここで、第一の主面と第二の主面とは、所定の導光板２の厚み幅だけ離れて、相互に対向（対面）している。また、第一の主面の平面方向と第二の主面の平面方向とは、平行である。ここで、第二の主面側から、ＬＥＤ１の光が入射され、当該導光板２内を導光した後、第一の主面側から当該導光した光は出射する。
The
導光板２の材料として、アクリル樹脂（特にＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、およびシクロオレフィン系材料などの透明樹脂を、用いることができる。特に、導光板２として高屈折率の材料を用いると、全反射角が小さくなるため、導光板２の厚さや上面（第一の主面）に形成する第一の凹部２２の形状を小さくすることができる。以下の説明では、導光板２は、ポリカーボネートユーピロン（屈折率ｎ＝１．５９）であるとする。
As a material for the
なお、当該導光板２の中央部付近の構成については、図２の拡大断面図を用いて後述する。
The configuration near the center of the
点光源であるＬＥＤ１は、導光板２の第二の主面側において、センターライト方式（直下型方式）で配置される。ＬＥＤ１は、平面視において、導光板２の略中央部領域に位置される。
The
反射シート３は、上蓋のない箱型の形状を有しており、導光板２の第二の主面と導光板２の側面を覆う形をしている。当該反射シート３は、たとえば、底面に反射シートを配し、側面に反射テープを貼り付けることにより、作成される。また、反射シート３の底面には、ＬＥＤ１に接続される配線が配設される、配線用の穴が穿設されている。
The
光学シート４は、輝度を均一化させるための拡散シート、あるいは拡散シートに加え正面輝度を向上させるためのプリズムシートからなる。
The
図１の構成において、導光板２の第二の主面には、スクリーン印刷などによってシボと呼ばれる半球凸状の反射ドット（図示せず）が形成されており、この反射ドットにより光が散乱されて、導光板２から光が取り出される。当該導光板２から取り出された光は、光学シート４を透過して、最適な配光角度で光が放射される。なお、反射ドットは、半球凹状でもよい。
In the configuration of FIG. 1, hemispherical convex reflection dots (not shown) called grain are formed on the second main surface of the
図２に示すように、導光板２の第二の主面には、第二の凹部２１が形成されており、導光板２の第一の主面には、第一の凹部２２が形成されている。当該第一の凹部２２および第二の凹部２１は共に、平面視において、導光板２の中央領域に形成されている。
As shown in FIG. 2, a
第一の凹部２２は、特許文献１の図７で開示されている凹部と同じであり、ＬＥＤ１から出射された光が、第一の凹部２２を含めた当該第一の主面において全反射することが可能となる形状で形成されている。
The first
図２に示すように、第一の凹部２２は、回転放物面の一部をなす側壁面２２Ａを露出する凹部として、形成されている。第一の凹部２２は、放物線の一部形状を中心軸（Ｙ方向に平行で、導光板２の中央部を通る軸）ＡＸのまわりに回転させた曲面２２Ａを有している。したがって、第一の凹部２２は、中心軸ＡＸに対して、回転対称の形状を有している。
As shown in FIG. 2, the 1st recessed
ここで、図２に示すように、当該放物線の頂点部分は、中心軸ＡＸに接している。また、上記回転放物面は、滑らかに第一の主面と接続されている。ＬＥＤ１から出射した光は、第一の凹部２２の上記曲面２２Ａにおいて、全反射される（換言すれば、当該全反射が可能なように、当該第一の凹部２２の曲面２２Ａは設計されている）。
Here, as shown in FIG. 2, the apex portion of the parabola is in contact with the central axis AX. The rotating paraboloid is smoothly connected to the first main surface. The light emitted from the
第二の主面側に形成された第二の凹部２１内には、ＬＥＤ１上部が配設される。つまり、図２に示すように、ＬＥＤ１の少なくとも上部が、第二の凹部２１内に配設されている。また、ＬＥＤ１は、第二の凹部２１の側面２１Ｂとは接触していない。
The upper portion of the
また、図２に示すように、第二の凹部２１は、断面視において、鋸歯状の部分２１Ａを有する。第二の凹部２１は、三角形の一つの底辺の頂角α１を、中心軸ＡＸまわりに回転させた回転対称の形状を有している。
As shown in FIG. 2, the
図２に示すように、第二の凹部２１は、第二の主面位置よりも導光板２の内部側において、中心軸ＡＸを通る頂点（当該頂点は、第二の凹部２１内において、第二の主面側に突出している導光板２の部分である）を有している。また、第二の凹部２１は、当該頂点を通る中心軸ＡＸに対して、回転対称の形状を有している。また、第二の凹部２１は、断面視において、当該頂点を通る第二の主面と平行な線（図２の点線ｆ１参照）を底辺とする、三角形状の空洞部２１Ａを有している。また、図２に示すように、第二の凹部２１の端部と第二の主面とが接続されている部分の角度は、角度α２である。
As shown in FIG. 2, the
ここで、第二の凹部２１の断面形状で現れる上記三角形状の空洞部２１Ａにおいて、当該三角形状の中心軸ＡＸに近い側の底角は、第一の底角α１である。他方、当該三角形状の中心軸ＡＸに遠い側の底角は、第二の底角α２である。
Here, in the
なお、図２に示すように、ＬＥＤ１の発光部の幅をＷ１とする。また、第二の凹部２１の開口幅をＷ２とする。また、第一の凹部２２の開口幅をＷ３とする。また、第二の凹部２１の上記頂点から第一の凹部２２の凹部先端までの高さをＨ１とする。また、第一の凹部２２の凹部先端から第一の主面までの高さをＨ２とする。また、導光板２全体の高さ（つまり、導光板２の厚さ）をＨ３とする。
In addition, as shown in FIG. 2, the width | variety of the light emission part of LED1 is set to W1. Further, the opening width of the
ＬＥＤ１から出射された光を、第一の凹部２２を含む第一の主面で全反射させるためには、当該第一の凹部２２の曲面２２Ａは、楕円関数ｘ２＋Ａｙ２＝１において、Ａ＝１．３５となるような曲線の一部を、Ｙ軸（中心軸ＡＸ）のまわりに回転させたような形状が望ましい。また、当該全反射の観点から、Ｗ１＝１とした場合に、Ｗ３＝５．３４、Ｈ１＝０．７、Ｈ２＝１．９６とするのがよい。ＬＥＤ１の中心と第一の凹部２２の中心が一致している場合には、上記のような寸法比であれば、ＬＥＤ１からの光は第一の凹部２２を含む第一の主面ですべて全反射される。
In order to cause the light emitted from the
Ｗ２は、ＬＥＤ１の設置精度以上の幅を取ればよく、またＨ３は、ＬＥＤ１の上部が導光板２の第二の凹部２１内にわずかでも入っていればよい程度の寸法が採用できる。図２では、上記のような寸法比において、Ｈ３＝３としている。しかし、ＬＥＤ１を第二の凹部２１内に完全に収めるのであれば、当該Ｈ３を上記「３」よりも大きく設計すればよい。
W2 only needs to have a width that is equal to or greater than the installation accuracy of
また、第二の底角α２が９０°に近ければ近いほど、面２１Ｂを透過する光を水平方向（Ｘ軸方向）へ曲げることができる。また、第一の主面における全反射を維持しつつ、ＬＥＤ１の設置精度の範囲を広く取るためには、第二の底角α２が６５°に近づければよい。したがって、上記各寸法関係においては、第二の底角α２は、６５°〜９０°であることが望ましい。
Further, the closer the second base angle α2 is to 90 °, the more the light transmitted through the
また、ＬＥＤ１の図２の水平方向における位置ずれが起こった場合には、当該ずれに起因した輝度むらが発生し得る。そこで、ＬＥＤ１の位置ずれに起因した輝度むらをユーザの視認で意識されない程度まで抑制するという観点からは、上記各寸法関係においては、第一の底角α１は、３５°〜６０°であることが望ましい。
Further, when the position shift of the
次に、図２に示した構造を有する導光板２を利用した場合の、ＬＥＤ１から出射された光の軌跡について、図３（導光板２の構成については、図２で示したものと同じである）の拡大断面図を用いて説明する。
Next, with respect to the locus of light emitted from the
ここで、図３に示すように、図２で示した上記三角形状の空洞部２１Ａの一方の側面を面２１Ｂと称し、図２で示した上記三角形状の空洞部２１Ａの他方の側面を面２１Ｃと称する。図２から分かるように、面２１Ｂと第二の主面とのなす角度が、上記第二の底角α２と同じ角度であり、面２１Ｃと点線ｆ１とのなす角度が、第一の底角α１である。
Here, as shown in FIG. 3, one side surface of the
図３に示す点線で示すＬＥＤ１の輪郭は、ＬＥＤ１の正規配置位置（ＬＥＤ１の中心と中心軸ＡＸとが一致する位置）を示す（ＬＥＤ１の仮想位置）。他方、図３に示すＬＥＤ１の輪郭を示す実線は、図３において上記正規配置位置より左に僅かにずれて配置されたＬＥＤ１を示す（ＬＥＤ１の実際位置）。
The outline of the
ＬＥＤ１の実線輪郭の左側とＬＥＤ１の点線輪郭の左側とで囲まれた部分が、ＬＥＤ１の位置ずれにより発生する新たな光源部分である。他方、ＬＥＤ１の実線輪郭の右側とＬＥＤ１の点線輪郭の右側とで囲まれた部分が、ＬＥＤ１の位置ずれにより失われた光源部分である。ＬＥＤ１における上記新たな光源部分から出射される光の軌跡を、図３において矢印付けの実線で示す。
The part surrounded by the left side of the solid line outline of LED1 and the left side of the dotted line outline of LED1 is a new light source part generated by the positional deviation of LED1. On the other hand, the part surrounded by the right side of the solid line outline of LED1 and the right side of the dotted line outline of LED1 is the light source part lost due to the positional deviation of LED1. The locus of light emitted from the new light source portion in the
上記新たな光源部分から放射状に出射される光のうち、面２１Ｂに入射した光は、図３の左側に曲げられ、導光板２の第一の主面（中心軸ＡＸより左側の第一の主面）で全反射される（当該全反射された光は、図３の左方向に進む）。
Of the light emitted radially from the new light source portion, the light incident on the
また、上記新たな光源部分から放射状に出射される光で面２１Ｃに入射した光のうち、ほんの一部の光については、第一の主面に形成した第一の凹部２２の曲面（第一の凹部２２の中心軸ＡＸより左側の面）で全反射され、図３の左方向に進むが、その他となるほとんどの光については、導光板２の第一の主面（中心軸ＡＸより右側の第一の主面）で全反射される（当該全反射された光は、図３の右方向に進む）。
Of the light incident on the surface 21C that is emitted radially from the new light source portion, only a part of the light is a curved surface (first surface) of the
以上のように、本実施の形態に係る面光源装置１００ａでは、導光板２と、当該導光板２の第二の主面側において、直下型方式で配置されるＬＥＤ１とを、備えている。そして、導光板２の第一の主面には、ＬＥＤ１からの光が当該第一の主面において全反射するように、第一の凹部２２が形成されている。そして、当該構成において、当該導光板２の第二の主面には、ＬＥＤ１の少なくとも上部が配設される第二の凹部２１が形成されており、当該第二の凹部２１は、断面視において、鋸歯状の部分２１Ａを有している。
As described above, the surface
したがって、当該面光源装置１００ａでは、ＬＥＤ１の配設位置の精度に係らず、当該導光板２を導光した光は、導光板２の鋸歯状の形状により、全方向にほぼ均等に分配される（光の伝搬の偏りを抑制することができる）。
Therefore, in the surface
つまり、図４に示すように、図２に示した導光板２の第二の主面において、第二の凹部２１でなく、第二の凹部２１Ｚが形成されていたとする。ここで、図４の断面図に示すように、第二の凹部２１Ｚの断面形状は、矩形状であり、第二の凹部２１Ｚの底面は、平坦となっている。
That is, as shown in FIG. 4, it is assumed that the second
当該図４に示す導光板２Ｚを採用した場合には、ＬＥＤ１が正規配置位置より左側にずれることにより、当該ずれにより新たに発生した光源部分から出射される光のうち、ほとんどが、中心軸ＡＸより左側の第一の主面において全反射される。当該全反射された光は、図４の左側に進む（つまり、ほとんどの光が導光板２Ｚの図４の左側に伝搬される）。そして、当該ずれにより新たに発生した光源部分から出射される光のうち、ほんの一部の光のみが、中心軸ＡＸより右側の第一の主面において全反射される。当該全反射された光は、図４の右側に進む（つまり、ほんの一部の光のみが導光板２Ｚの図４の右側に伝搬される）。
When the
つまり、ＬＥＤ１が正規配置位置よりずれて配置された場合には、当該ＬＥＤ１から出射された光は、導光板２Ｚにおいて均等に伝搬されない。よって、図４に示す導光板２Ｚを用いて液晶表示装置などの表示装置を組み立てた場合には、ＬＥＤ１の配置位置ずれに起因して、極度の輝度むらが発生する。
That is, when the
これに対して、本実施の形態に係る面光源装置１００ａでは、導光板２の第二の主面には、図２に示す鋸歯状の断面形状を有する第二の凹部２１が形成されている。したがって、図３を用いて説明したように、ＬＥＤ１が正規配置位置よりずれて配置されたとしても、当該ＬＥＤ１から放射状に出射された光は、導光板２内においてほぼ均等に伝搬される。
On the other hand, in the surface
つまり、ＬＥＤ１が正規配置位置よりずれて配置されたとしても、当該ＬＥＤ１から放射状に出射された光は、中心軸ＡＸに近づく方向側（面２１Ｃ）と中心軸ＡＸから遠ざかる方向側（面２１Ｂ）とに二分して、導光板２に形成された鋸歯状の第二の凹部２１の側面２１Ｂ，２１Ｃから入射される。よって、導光板２から出射される光の均一性は、当該ＬＥＤ１の配設位置ずれに起因して、ほとんど影響を受けなくなる。
That is, even if the
よって、本実施の形態に係る導光板２と液晶表示パネルを用いて液晶表示装置を組み立てた場合には、ＬＥＤ１の配置位置が正規配置位置からずれて配設されたとしても、輝度むらの発生を抑制することができる。なお、本実施の形態に係る面光源装置１００ａは、液晶表示装置への適用に限定されない。つまり、当該面光源装置１００ａをバックライトとして、当該面光源装置１００ａと、導光板２の第一の主面側に配設された表示パネルとを有する、他の表示装置全般あるいは照明装置としても当該面光源装置１００ａを採用することが可能である。
Therefore, when the liquid crystal display device is assembled using the
また、本実施の形態に係る面光源装置１００ａでは、第一の凹部２２は、中心軸ＡＸに対して回転対称の形状を有している。また、第二の凹部２１は、第二の主面位置よりも導光板２の内部側において頂点を有しており、当該頂点を通る中心軸ＡＸに対して回転対称の形状を有している。さらに、第二の凹部２１は、断面視において、当該頂点を通る第二の主面に平行な線（図２の点線ｆ１）を底辺とする、三角形状の空洞部２１Ａを有している。つまり、第二の凹部２１の断面輪郭は、中心軸ＡＸに対して軸対称である略Ｍ字形状である。
In the surface
したがって、ＬＥＤ１を正規配置位置よりどの方向にずれて配設されたとしても、当該ＬＥＤ１から出射された光は、同様に、導光板２においてほぼ均等に伝搬される。つまり、ＬＥＤ１のずれ方向に起因して、導光板２に伝搬される光の均等の程度に差が生じない。
Therefore, regardless of the direction in which the
また、本実施の形態に係る面光源装置１００ａでは、上記空洞部２１Ａの三角形状において、第一の底角α１は３５°から６０°であり、第二の底角α２は６５°から９０°である。
In the surface
したがって、面２１Ｂを透過する光を水平方向（Ｘ軸方向）へ極力曲げることができつつ、第一の主面における全反射を維持しつつ、ＬＥＤ１の設置精度の範囲を極力広く取ることができる。さらに、ＬＥＤ１の位置ずれが発生したとしても、当該位置ずれに起因した輝度むらを、ユーザの視認で意識されない程度まで抑制することができる。
Therefore, the light passing through the
エッジライト方式では、ＬＥＤと導光板との間には０．６ｍｍ程度の隙間が設けられているために、ＬＥＤより広角度に放射される光は導光板に入射されなかった。これに対して、本実施の形態に採用されているセンターライト方式の場合は、すべての光を導光板２に入射させるため、光利用効率が高くなる。また、センターライト方式の場合は、エッジライト方式と比べて、光が導光板２に入って導光板２から出射されるまでの距離が短いため、導光板２内での吸収損失が小さくなる。以上より、面光源装置１００ａにおいてエネルギー消費量の削減を図ることができる。
In the edge light system, since a gap of about 0.6 mm is provided between the LED and the light guide plate, light emitted at a wider angle than the LED was not incident on the light guide plate. On the other hand, in the case of the center light system employed in the present embodiment, since all the light is incident on the
＜実施の形態２＞
図５は、本実施の形態に係る面光源装置が備える導光板２Ｍの構成を示す拡大断面図である。具体的に、図５では、断面視における中心軸ＡＸより右半分の導光板２Ｍを示しており、さらに第二の凹部２１Ｍの形成領域付近を拡大図示している。
<
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the configuration of the
本実施の形態に係る面光源装置の説明を、実施の形態１に係る面光源装置との比較を通じて、説明する。図６は、実施の形態１に係る面光源装置が備える導光板２の構成を示す拡大断面図である。具体的に、図６では、断面視における中心軸ＡＸより右半分の導光板２を示しており、さらに第二の凹部２１の形成領域付近を拡大図示している。
The surface light source device according to the present embodiment will be described through comparison with the surface light source device according to the first embodiment. FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a configuration of the
なお、図５，６には、図２で示したＸ−Ｙ座標系と同じＸ−Ｙ座標系を各々併記している。 In FIGS. 5 and 6, the same XY coordinate system as the XY coordinate system shown in FIG. 2 is shown.
まず、図６を用いて、実施の形態１に係る導光板２について説明する。
First, the
実施の形態１で説明したように、導光板２の第二の主面には、第二の凹部２１が形成されている。そして、当該第二の凹部２１は、第一の底角α１と第二の底角α２とにより構成される三角形状の空洞部２１Ａを有する。ここで、前記三角形状の底辺（点線ｆ１）に対して第一の底角α１をなす当該三角形状の面は、面２１１である。他方、前記三角形状の底辺（点線ｆ１）に対して第二の底角α２をなす当該三角形状の面は、面２１２である。
As described in the first embodiment, the second
なお、図６に示す構成図では、ＬＥＤ１の中心と中心軸ＡＸとは一致している。また、図６に示すように、Ｘ方向のＬＥＤ１の幅の半分は、ＨＷ１である（つまり、ＬＥＤ１のＸ方向の幅は、２×ＨＷ１である）。
In the configuration diagram shown in FIG. 6, the center of the
図６において、ＬＥＤ１の右端部から出射された光のうち、面２１１と面２１２とが交差する極近傍（以下、極近傍点と称する）における面２１１に入射される光Ｌｉは、当該面２１１により屈折され、当該屈折された光Ｌｏは、導光板２内では図６に示す方向に進む（図６の実線矢印を参照）。
In FIG. 6, out of the light emitted from the right end of the
一方、図６では、ＬＥＤ１の上面を水平方向（Ｘ方向）に延長した仮想線を、点線ｆ２で示している。上記光Ｌｏを第二の主面側に延長した仮想線は、当該点線ｆ２と交差する。図６には、当該交差する箇所を、点Ｐ１で図示している。 On the other hand, in FIG. 6, the virtual line which extended the upper surface of LED1 to the horizontal direction (X direction) is shown with the dotted line f2. A virtual line obtained by extending the light Lo to the second main surface side intersects with the dotted line f2. In FIG. 6, the intersecting portion is indicated by a point P1.
ここで、ＬＥＤ１から出射され、第二の凹部２１の側面２１１，２１２に入射し、当該側面２１１，２１２において屈折した各光において、当該屈折直後の光の方向の第二の主面側に延びる各仮想の線を、総称して、屈折後延長線と称する。たとえば、図６において、光Ｌｏから点Ｐ１に延びる点線の仮想線も、当該屈折後延長線となる。
Here, each light emitted from the
なお、ＬＥＤ１から出射される光が、ＬＥＤ１の右端から中央部に近づくにつれて、面２１１の極近傍点に入射し、屈折する光の方向は、図面右側に傾いていく（つまり、上記屈折後延長線と点線ｆ２（またはＬＥＤ１の上面）とが交差する箇所は、中心軸ＡＸ側に近づく）。また、ＬＥＤ１の所定の点から出射される光が、面２１１の極近傍点側から中心軸ＡＸに近づくにつれて、上記屈折後延長線と点線ｆ２（またはＬＥＤ１の上面）とが交差する箇所は、中心軸ＡＸ側に近づく。
Note that as the light emitted from the
つまり、ＬＥＤ１から出射される光で面２１１に入射する光のうち、屈折後延長線と点線ｆ２との交差する点が最もＬＥＤ１の右端部から遠くに位置することになるものが、光Ｌｉである。つまり、ＬＥＤ１から出射され、面２１１に入射する各光において、屈折後延長線と点線ｆ２との交差する各点のうち、点Ｐ１が最もＬＥＤ１から遠い場所に位置する。
In other words, among the light emitted from the
図６に示すように、中心軸ＡＸから点Ｐ１までの寸法を、ＨＷ１１と記す。ここで、図４に示すように、底面が平坦である第二の凹部２１Ｚが導光板２Ｚの第二の主面に形成されている場合を想定する。すると、当該想定した構成において図６の光Ｌｏの方向を実現するためには、図４の構成で、ＬＥＤ１の右端部は、図６の点Ｐ１の位置まで達することが必要である（つまり、図４の構成において、ＬＥＤ１の中心は中心軸ＡＸに一致しており、ＬＥＤ１の右半分の寸法はＨＷ１１であることが必要である）。このことから、図６に示した当該ＨＷ１１は、「実効的なＬＥＤ１の幅の半分」であると称することができる。
As shown in FIG. 6, the dimension from the central axis AX to the point P1 is denoted as HW11. Here, as shown in FIG. 4, the case where the 2nd recessed
つまり、図６の構成において、ＬＥＤ１の端部が点Ｐ１にあると想定して、導光板２の第一の主面における全反射という観点から、第一の凹部２２の形状および導光板２の厚さを設計する必要がある。したがって、図６の構成では、実際のＬＥＤ１の右半分の寸法よりも、ＨＷ１１−ＨＷ１だけ大きな右半分の大きさを有するＬＥＤ１を想定して、第一の主面での全反射が可能となる、第一の凹部２２の形状および導光板２の厚さを決定する必要がある。つまり、ＬＥＤ１の「実効的なＬＥＤ１の幅の半分」を考慮して、第一の凹部２２の形状および導光板２の厚さを決定する必要がある。
That is, in the configuration of FIG. 6, assuming that the end portion of the
ここで、図６の構成においてＬＥＤ１の「実効的なＬＥＤ１の幅の半分」が大きくなるに連れて、第一の凹部２２の形状および導光板２の厚さを、大きく設計しなければならない。
Here, as the “half
なお、上記では、中心軸ＡＸより右半分の構成を基に、説明を行った。ここで、第二の凹部２１の形状は、中心軸ＡＸに対して回転対称である。したがって、第二の凹部２１の当該回転対称の形状を考慮すれば、図６では図示を省略している中心軸ＡＸより左半分の構成について、上記と同様の議論が成立する。
In the above description, the description is based on the configuration on the right half of the center axis AX. Here, the shape of the
次に、図５を用いて、本実施の形態に係る導光板２Ｍについて説明する。
Next, the
本実施の形態では、導光板２Ｍの第二の主面には、断面視における中心軸ＡＸの片側において、実施の形態１で説明した鋸歯状の断面形状２１Ａが２つ以上有する第二の凹部２１Ｍが形成されている。
In the present embodiment, on the second main surface of the
なお、第二の凹部２１Ｍの構成以外の面光源装置の構成は、本実施の形態と実施の形態１とで同じである。したがって、以下では、実施の形態１と異なる構成である第二の凹部２１Ｍの構成に着目した説明のみを行い、その他の構成の説明は、ここでは省略することとする。
The configuration of the surface light source device other than the configuration of the
さて、本実施の形態においても、第二の凹部２１Ｍは、第二の主面位置よりも導光板２Ｍの内部側において頂点（当該頂点は、第二の凹部２１Ｍ内において、第二の主面側に突出している導光板２Ｍの部分である）を有しており、当該頂点を通る上記中心軸ＡＸに対して回転対称の形状を有している。さらに、第二の凹部２１Ｍは、断面視において、当該頂点を通る第二の主面に平行な線（点線ｆ１）を底辺とする、三角形状の空洞部２１Ａを有している。
Also in the present embodiment, the
特に、本実施の形態では、三角形状の空洞部２１Ａは、断面視において、中心軸ＡＸの片側（右側・左側）において、第二の主面に平行な方向（Ｘ方向）に、２つ以上形成されている。ここで、図５の構成では、三角形状の空洞部２１Ａは、中心軸ＡＸの右側において、第二の主面に平行な方向（Ｘ方向）に２つ形成されている（なお、図５では図示を省略しているが、第二の凹部２１Ｍは回転対称形状を有するので、三角形状の空洞部２１Ａは、断面視における中心軸ＡＸの左側においても、第二の主面に平行な方向に２つ形成されている）。
In particular, in the present embodiment, two or more
また、本実施の形態においても、第二の凹部２１Ｍ内において、ＬＥＤ１の少なくとも上部が配設される。また、図５に示すように、ＬＥＤ１は、第二の凹部２１Ｍの側面２１２ａとは接触していない。
Also in the present embodiment, at least the upper portion of the
ここで、図５に示す空洞部２１Ａにおける三角形状は、図６に示した空洞部２１Ａにおける三角形状の相似形である。つまり、図５に示す空洞部２１Ａにおける三角形状における、第一の底角α１および第二の底角α２は、図６に示した空洞部２１Ａにおける三角形状における、第一の底角α１および第二の底角α２と同じ角度である。そして、図５に示す空洞部２１Ａにおける三角形状と、図６に示した空洞部２１Ａにおける三角形状とは、大きさが異なる（図５に示す空洞部２１Ａにおける三角形状の方が小さい）。
Here, the triangular shape in the
実施の形態１で説明したように、各三角形状において、中心軸ＡＸに近い側の底角が第一の底角α１であり、中心軸ＡＸから遠い側の底角が第二の底角α２である。なお、図５においても、各三角形状の底辺となる仮想線を点線ｆ１で示している。また、図５，６における、第一の底角α１は、３５°から６０°の範囲の何れかの角度であり、第二の底角α２は、６５°から９０°の範囲の何れかの角度である。 As described in the first embodiment, in each triangular shape, the base angle closer to the center axis AX is the first base angle α1, and the base angle farther from the center axis AX is the second base angle α2. It is. In FIG. 5 as well, a virtual line serving as the base of each triangular shape is indicated by a dotted line f1. 5 and 6, the first base angle α1 is any angle in the range of 35 ° to 60 °, and the second base angle α2 is any of the range of 65 ° to 90 °. Is an angle.
ここで、図５の中心軸ＡＸから遠い側の三角形状の空洞部２１Ａに注目して、前記三角形状の底辺（点線ｆ１）に対して第一の底角α１をなす当該三角形状の面は、面２１１ａである。他方、前記三角形状の底辺（点線ｆ１）に対して第二の底角α２をなす当該三角形状の面は、面２１２ａである。
Here, paying attention to the
ここで、図５に示す空洞部２１Ａにおける三角形状は、図６に示した空洞部２１Ａにおける三角形状の相似形であり、図５に構成例では当該三角形状は、図６に示した三角形状の倍の個数である。よって、断面視における面２１１ａの長さは、断面視における面２１１の半分であり、断面視における面２１２ａの長さは、断面視における面２１２の半分である。
Here, the triangular shape in the
なお、図５に示す構成図においても、ＬＥＤ１の中心と中心軸ＡＸとは一致している。また、図５に示すように、Ｘ方向のＬＥＤ１の幅の半分は、ＨＷ１である（つまり、ＬＥＤ１のＸ方向の幅は、２×ＨＷ１である）。また、図５に示すように、ＬＥＤ１の右端部の上方には、中心軸ＡＸから２つ目の三角形状の空洞部２１Ａが存在する。
In the configuration diagram shown in FIG. 5, the center of the
図５において、ＬＥＤ１の右端部から出射された光のうち、面２１１ａと面２１２ａとが交差する極近傍（以下、極近傍点と称する）における面２１１ａに入射される光Ｌｍは、当該面２１１ａにより屈折され、当該屈折された光Ｌｎは、導光板２Ｍ内では図５に示す方向に進む（図５の実線矢印を参照）。
In FIG. 5, among the light emitted from the right end of the
一方、図５においても、ＬＥＤ１の上面を水平方向（Ｘ方向）に延長した仮想線を、点線ｆ２で示している。上記光Ｌｎを第二の主面側に延長した仮想線は、当該点線ｆ２と交差する。図５には、当該交差する箇所を、点Ｐ２で図示している。 On the other hand, also in FIG. 5, the virtual line which extended the upper surface of LED1 to the horizontal direction (X direction) is shown with the dotted line f2. A virtual line obtained by extending the light Ln to the second main surface side intersects with the dotted line f2. In FIG. 5, the intersecting portion is indicated by a point P2.
ここで、ＬＥＤ１から出射され、第二の凹部２１Ｍの側面２１１ａ，２１２ａに入射し、当該側面２１１ａ，２１２ａにおいて屈折した各光において、当該屈折直後の光の方向の第二の主面側に延びる各仮想の線を、総称して、屈折後延長線と称する。たとえば、図５において、光Ｌｎから点Ｐ２に延びる点線の仮想線も、当該屈折後延長線となる。
Here, each light emitted from the
図５の第二の凹部２１Ｍの形状（特に三角形状の空洞部２１Ａの形状）およびＬＥＤ１の配設位置から分かるように、図５において、ＬＥＤ１から出射される光で面２１１ａに入射する光のうち、屈折後延長線と点線ｆ２との交差する点が最もＬＥＤ１の右端部から遠くに位置することになるものが、光Ｌｍである。つまり、図５の構成において、ＬＥＤ１から出射され、面２１１ａに入射する各光において、屈折後延長線と点線ｆ２との交差する各点のうち、点Ｐ２が最もＬＥＤ１から遠い場所に位置する。
As can be seen from the shape of the
図５に示すように、中心軸ＡＸから点Ｐ２までの寸法を、ＨＷ１２と記す。ここで、上述したように、当該ＨＷ１２は、図５の構成における「実効的なＬＥＤ１の幅の半分」である。
As shown in FIG. 5, the dimension from the central axis AX to the point P2 is denoted as HW12. Here, as described above, the HW 12 is “half the width of the
ここで、図５に示す空洞部２１Ａにおける三角形状は、図６に示した空洞部２１Ａにおける三角形状の相似形である（よって、上記の通り、面２１１ａの長さは面２１１の半分であり、面２１２ａの長さは面２１２の半分である）。したがって、図５に示す第二の凹部２１Ｍの最も深い点（三角形状の頂角）は、図６に示す第二の凹部２１の最も深い点（三角形状の頂角）よりも浅くなる。つまり、光Ｌｍの水平方向の移動量は、光Ｌｉの水平方向の移動量より小さくなり、結果として、図５に示す構成では、図６に示す構成と比較して、「実効的なＬＥＤ１の幅の半分」が小さくなる（ＨＷ１１＞ＨＷ１２）。
Here, the triangular shape in the
一般的に述べると、第二の凹部２１Ｍの空洞部２１Ａを構成する三角形状の個数が多くなるほど、図５に示す第二の凹部２１Ｍの最も深い点（三角形状の頂角）は、段々と浅くなる（つまり、「実効的なＬＥＤ１の幅の半分」が段々と小さくなる）。
Generally speaking, as the number of triangular shapes constituting the
なお、上記では、図５において中心軸ＡＸより右半分の構成を基に、説明を行った。ここで、第二の凹部２１Ｍの形状は、中心軸ＡＸに対して回転対称である。したがって、第二の凹部２１Ｍの当該回転対称の形状を考慮すれば、図示を省略している中心軸ＡＸより左半分の構成について、図５に関する上記と同様の議論が成立する。
In the above description, the description is based on the right half of the center axis AX in FIG. Here, the shape of the
さて、上述したように、図５の構成においても、導光板２Ｍの第一の主面における全反射という観点から、ＬＥＤ１の「実効的なＬＥＤ１の幅の半分」を考慮して、第一の凹部２２の形状および導光板２の厚さが決定される。また、上述したように、ＬＥＤ１の「実効的なＬＥＤ１の幅の半分」が大きくなるに連れて、第一の凹部２２の形状および導光板２Ｍの厚さを、大きく設計しなければならない。
As described above, in the configuration of FIG. 5 as well, from the viewpoint of total reflection on the first main surface of the
そうすると、本実施の形態では、実施の形態１で示した三角形状と相似形である三角形状の空洞部２１Ａを、導光板２Ｍには形成されている。そして、当該相似形の三角形状の個数は、実施の形態１で示した個数よりも多い。これにより、本実施の形態では、上述したように、実施の形態１に係る構成と比較して、「実効的なＬＥＤ１の幅の半分」が小さくなる（ＨＷ１１＞ＨＷ１２）。
Then, in the present embodiment, a triangular
したがって、本実施の形態に係る面光源装置では、実施の形態１に係る面光源装置よりも、第一の凹部２２の形状および導光板２Ｍの厚さを、小さく設計することができる。したがって、本実施の形態に係る面光源装置では、小型化が可能となる。
Therefore, in the surface light source device according to the present embodiment, the shape of the
ここで、図５に記載の構成では、中心軸ＡＸの片側に存する、第二の凹部２１Ｍが有する三角形状の空洞部２１Ａは、各々同じ形状である（つまり、図５に図示する隣接する三角形状は、同じ形状である）。このように、図５の構成例では、上記のように三角形状が全て同じ形状であるので、当該形状を有する第二の凹部２１Ｍを容易に作製することができる。
Here, in the configuration illustrated in FIG. 5, the
一方、図５の構成例と異なり、中心軸ＡＸの片側に存する、第二の凹部２１Ｍが有する三角形状の空洞部２１Ａは、異なる形状であっても良い（相違三角形状構成と称する）。ただし、各三角形状は、第一の底角α１は、３５°から６０°の範囲の何れかの角度であり、第二の底角α２は、６５°から９０°の範囲の何れかの角度である。当該相違三角形状構成を採用することにより、当該相違三角形状構成を有する面光源装置は、光の指向性を細かく調整することができる。
On the other hand, unlike the configuration example of FIG. 5, the
なお、三角形状の各底角α１，α２の範囲が上記である場合には、第二の凹部２１Ｍが相違三角形状構成を有していても、当該第二の凹部２１を有する本実施の形態に係る構成は、実施の形態１に係る構成と比較して、「実効的なＬＥＤ１の幅の半分」が小さくなる。したがって、当該第二の凹部２１を有する本実施の形態に係る構成は、実施の形態１に係る構成よりも、第一の凹部２２の形状および導光板２Ｍの厚さを、小さく設計することが可能である。
In the case where the ranges of the triangular base angles α1 and α2 are as described above, the present embodiment having the
なお、実施の形態１と同様に、本実施の形態に係る面光源装置をバックライトとして、当該面光源装置と、導光板２Ｍの第一の主面側に配設された表示パネルとを有する、表示装置全般あるいは照明装置としても、当該面光源装置を採用することが可能である。
As in the first embodiment, the surface light source device according to the present embodiment is used as a backlight, and the surface light source device and a display panel disposed on the first main surface side of the
次に、本実施の形態に係る面光源装置に関して、上記三角形状の第一の底角α１と輝度むらとの相関について説明する。 Next, regarding the surface light source device according to the present embodiment, the correlation between the triangular first base angle α1 and the luminance unevenness will be described.
ＬＥＤ１の図５の水平方向（Ｘ方向）における位置ずれが起こった場合には、当該ずれの方向にホットスポット的な輝度の高い領域が発生し、当該ずれの方向と反対の方向に輝度の低い領域が発生する。そこで、本実施の形態に係る面光源装置における、導光板２Ｍの入光部形状の効果を示すために、第一の底角α１を変化させ、第一の底角α１の角度と輝度との相関を調べた。これを図７に示す。
When the position shift of the
図７では、実施の形態１に示した導光板２の形状（Ｗ１＝１、Ｗ３＝５．３４、Ｈ１＝０．７、Ｈ２＝１．９６）に、図５の第二の凹部２１Ｍの入光部形状を適用した。さらに、上記寸法比に対して、＋０．１のＬＥＤ１の位置ずれを水平方向に発生させた。
In FIG. 7, the shape of the
図７に示されているように、ＬＥＤ１がプラス方向に０．１ずれると、上記寸法比に対して０〜＋２．５の範囲に、輝度が明るくなる領域が発生し、これに対応して、上記寸法比０〜−２．５の範囲に輝度が暗くなる領域が発生する。また、第一の底角α１が０°である場合とは、第二の凹部２１Ｍの底面が図４に示すように平面である場合であり、当該場合における０〜＋２．５の範囲では１．５倍の明るさになり、０〜−２．５の範囲では０．９２倍の明るさになる。
As shown in FIG. 7, when the
輝度比が０．９〜１．１の範囲では、ユーザは一般的に、輝度差による輝度むらを視認しない。図７から分かるように、輝度比が０．９〜１．１の範囲に収めるためには、第二の凹部２１Ｍにおける三角形状の第一の底角α１は、３５°〜６０°である。したがって、図７の結果から、輝度むら抑制の観点から、当該第一の底角α１として、３５°〜６０°の範囲を選択すればよいことが分かる。
When the luminance ratio is in the range of 0.9 to 1.1, the user generally does not visually recognize the luminance unevenness due to the luminance difference. As can be seen from FIG. 7, in order for the luminance ratio to fall within the range of 0.9 to 1.1, the triangular first base angle α1 in the
＜実施の形態３＞
実施の形態２において、第二の凹部２１Ｍが相違三角形状構成を有する場合について言及した。ここで、実施の形態２でも説明したように、各三角形状は、第一の底角α１は、３５°から６０°の範囲の何れかの角度であり、第二の底角α２は、６５°から９０°の範囲の何れかの角度である。
<
In the second embodiment, the case where the
本実施の形態は、さらに構成が限定された相違三角形状構成を有する第二の凹部２１Ｍが形成された、導光板２Ｑについて説明する。図８は、本実施の形態に係る面光源装置が備える導光板２Ｑの構成を示す拡大断面図である。
In the present embodiment, a description will be given of the light guide plate 2Q in which the
具体的に、図８では、断面視における中心軸ＡＸより右半分の導光板２Ｑを示しており、さらに第二の凹部２１Ｑの形成領域付近を拡大図示している。ここで、図８には、図２，５，６で示したＸ−Ｙ座標系と同じＸ−Ｙ座標系を、併記している。 Specifically, FIG. 8 shows the light guide plate 2Q on the right half of the central axis AX in a sectional view, and further shows an enlarged view of the vicinity of the formation region of the second recess 21Q. Here, in FIG. 8, the same XY coordinate system as the XY coordinate system shown in FIGS.
図８に示すように、本実施の形態においても、実施の形態２と同様に、導光板２Ｑの第二の主面には、断面視における中心軸ＡＸの片側において、実施の形態１で説明した鋸歯状の断面形状２１Ａ，２１Ｂが２つ以上有する第二の凹部２１Ｑが形成されている。
As shown in FIG. 8, also in the present embodiment, as in the second embodiment, the second main surface of the light guide plate 2Q is described in the first embodiment on one side of the central axis AX in a sectional view. A second recess 21Q having two or more sawtooth
なお、第二の凹部２１Ｑの構成以外の面光源装置の構成は、本実施の形態と実施の形態１とで同じである。したがって、以下では、実施の形態１と異なる構成である第二の凹部２１Ｑの構成に着目した説明のみを行い、その他の構成の説明は、ここでは省略することとする。 The configuration of the surface light source device other than the configuration of the second recess 21Q is the same between the present embodiment and the first embodiment. Therefore, hereinafter, only the description focusing on the configuration of the second recess 21Q, which is a configuration different from that of the first embodiment, will be given, and description of the other configurations will be omitted here.
さて、本実施の形態においても、第二の凹部２１Ｑは、第二の主面位置よりも導光板２Ｑの内部側において頂点（当該頂点は、第二の凹部２１Ｑ内において、第二の主面側に突出している導光板２Ｑの部分である）を有しており、当該頂点を通る上記中心軸ＡＸに対して回転対称の形状を有している。さらに、第二の凹部２１Ｑは、断面視において、当該頂点を通る第二の主面に平行な線（点線ｆ１）を底辺とする、三角形状の空洞部２１Ａ，２１Ｂを有している。
Also in the present embodiment, the second recess 21Q has a vertex on the inner side of the light guide plate 2Q with respect to the second principal surface position (the vertex is the second principal surface in the second recess 21Q). It is a portion of the light guide plate 2Q protruding to the side) and has a rotationally symmetric shape with respect to the central axis AX passing through the apex. Furthermore, the second concave portion 21Q has
特に、本実施の形態では、三角形状の空洞部２１Ａ，２１Ｂは、断面視において、中心軸ＡＸの片側（右側・左側）において、第二の主面に平行な方向（Ｘ方向）に、２つ以上形成されている。ここで、図８の構成では、三角形状の空洞部２１Ａ，２１Ｂは、中心軸ＡＸの右側において、第二の主面に平行な方向（Ｘ方向）に３つ形成されている（なお、図８では図示を省略しているが、第二の凹部２１Ｑは回転対称形状を有するので、三角形状の空洞部２１Ａ，２１Ｂは、断面視における中心軸ＡＸの左側においても、第二の主面に平行な方向に３つ形成されている）。
In particular, in the present embodiment, the
また、本実施の形態においても、第二の凹部２１Ｑ内において、ＬＥＤ１の少なくとも上部が配設される。また、図８に示すように、ＬＥＤ１は、第二の凹部２１Ｑの側面とは接触していない。
Also in the present embodiment, at least the upper portion of the
ここで、本実施の形態では、実施の形態２で説明した相違三角形状構成を採用している。 Here, in the present embodiment, the different triangular configuration described in the second embodiment is adopted.
具体的に、図８に示すように、中心軸ＡＸから図面右方向に進むに連れて（中心軸ＡＸから遠ざかるに連れて）、第二の凹部２１Ｑには、第一の三角形状の空洞部２１Ｄ、第二の三角形状の空洞部２１Ａおよび第三の三角形状の空洞部２１Ａが、当該順に隣接して設けられている。
Specifically, as shown in FIG. 8, the first
第二の三角形状の空洞部２１Ａおよび第三の三角形状の空洞部２１Ａは、同じ三角形状を有しており、図６に示した空洞部２１Ａにおける三角形状の相似形である。図８に示す、第二の三角形状の空洞部２１Ａおよび第三の三角形状の空洞部２１Ａにおける各三角形状では、第一の底角α１および第二の底角α２は、図６に示した空洞部２１Ａにおける三角形状における、第一の底角α１および第二の底角α２と同じ角度である。
The second
実施の形態１で説明したように、各三角形状において、中心軸ＡＸに近い側の底角が第一の底角α１であり、中心軸ＡＸから遠い側の底角が第二の底角α２である。なお、図５においても、各三角形状の底辺となる仮想線を点線ｆ１で示している。また、図８における、第一の底角α１は、３５°から６０°の範囲の何れかの角度であり、第二の底角α２は、６５°から９０°の範囲の何れかの角度である。 As described in the first embodiment, in each triangular shape, the base angle closer to the center axis AX is the first base angle α1, and the base angle farther from the center axis AX is the second base angle α2. It is. In FIG. 5 as well, a virtual line serving as the base of each triangular shape is indicated by a dotted line f1. In FIG. 8, the first base angle α1 is any angle in the range of 35 ° to 60 °, and the second base angle α2 is any angle in the range of 65 ° to 90 °. is there.
他方、中心軸ＡＸに隣接している第一の三角形状の空洞部２１Ｄは、当該第一の三角形状の空洞部２１Ｄに隣接している第二の三角形状の空洞部２１Ａとは、異なる三角形状を有している。
On the other hand, the first triangular cavity 21D adjacent to the central axis AX is different from the second
つまり、図８に示すように、第一の三角形状の空洞部２１Ｄにおける三角形状の第一の底角α１は、第二の三角形状の空洞部２１Ａにおける第一の底角α１と同じであるが、第一の三角形状の空洞部２１Ｄにおける三角形状の第二の底角α４は、第二の三角形状の空洞部２１Ａにおける第二の底角α２と異なる。具体的に、第一の三角形状の空洞部２１Ｄにおける第二の底角α４は、第二の三角形状の空洞部２１Ａにおける第二の底角α２よりも小さい。
That is, as shown in FIG. 8, the triangular first base angle α1 in the first triangular cavity 21D is the same as the first basic angle α1 in the second
なお、実施の形態１で説明したように、第一の三角形状の空洞部２１Ｄの三角形状において、中心軸ＡＸに近い側の底角が第一の底角α１であり、中心軸ＡＸから遠い側の底角が第二の底角α４である。また、第一の三角形状の空洞部２１Ｄにおいて、第一の底角α１は、３５°から６０°の範囲の何れかの角度であり、第二の底角α４は、６５°以下の角度である。 As described in the first embodiment, in the triangular shape of the first triangular cavity portion 21D, the base angle on the side close to the central axis AX is the first base angle α1 and is far from the central axis AX. The base angle on the side is the second base angle α4. In the first triangular cavity 21D, the first base angle α1 is any angle in the range of 35 ° to 60 °, and the second base angle α4 is an angle of 65 ° or less. is there.
なお、図８に示す構成図においても、ＬＥＤ１の中心と中心軸ＡＸとは一致している。また、図８に示すように、Ｘ方向のＬＥＤ１の幅の半分は、ＨＷ１である（つまり、ＬＥＤ１のＸ方向の幅は、２×ＨＷ１である）。また、図８に示すように、ＬＥＤ１の右端部の上方には、中心軸ＡＸから２つ目の第二の三角形状の空洞部２１Ａが存在する。
In the configuration diagram shown in FIG. 8, the center of the
図８において、ＬＥＤ１の右端部から出射された光Ｌｓが、面２１１ｆに入射したとする。ここで、面２１１ｆは、第二の三角形状の空洞部２１Ａにおける、点線ｆ１と第一の底角α１をなす面である。また、図８に示すように、第一の三角形状の空洞部２１Ｄとの接続部付近における面２１１ｆに、当該光Ｌｓが入射したとする。当該面２１１ｆに入射される光Ｌｓは、当該面２１１ｆにより屈折され、当該屈折された光Ｌｔは、導光板２Ｑ内では図８に示す左方向に進む（図８の実線矢印を参照）。
In FIG. 8, it is assumed that the light Ls emitted from the right end portion of the
ところで、図８の構成と異なり、第一の三角形状の空洞部２１Ｄの三角形状が、第二の三角形状の空洞部２１Ａと同じであったとする。図８には、当該構成の場合における第一の三角形状の空洞部２１Ｄの一の面を、点線２１３ａにより表示している。したがって、面２１３ａと点線ｆ１とが交差する角度は、α２である。
By the way, unlike the configuration of FIG. 8, it is assumed that the triangular shape of the first triangular cavity 21D is the same as the second
さて、当該構成の場合には、図８に示すように、面２１１ｆにより屈折された光Ｌｔは、当該面２１３ａと交差する。このことは、第一の三角形状の空洞部２１Ｄにおける三角形状も、第二の三角形状の空洞部２１Ａにおける三角形状と同一である場合には、光Ｌｔは、面２１３ａで全反射され、図面の右方向へ伝搬されることを意味する。
In the case of the configuration, as shown in FIG. 8, the light Lt refracted by the
これに対して、図８に示す本実施の形態に係る構成の場合には、第二の底角α４＜第二の底角α２であるので、面２１１ｆにより屈折された光Ｌｔは、第一の三角形状の空洞部２１Ｄを構成する面とは、交差しない。つまり、当該光Ｌｔは、そのまま図面左方向に伝搬される。
On the other hand, in the case of the configuration according to the present embodiment shown in FIG. 8, since the second base angle α4 <the second base angle α2, the light Lt refracted by the
なお、上記では、図８において中心軸ＡＸより右半分の構成を基に、説明を行った。ここで、第二の凹部２１Ｑの形状は、中心軸ＡＸに対して回転対称である。したがって、第二の凹部２１Ｑの当該回転対称の形状を考慮すれば、断面視における中心軸ＡＸより左半分の構成について、図８に関する上記と同様の議論が成立する。 In the above description, the description is based on the right half of the center axis AX in FIG. Here, the shape of the second recess 21Q is rotationally symmetric with respect to the central axis AX. Therefore, in consideration of the rotationally symmetric shape of the second recess 21Q, the same argument as that described above with respect to FIG.
以上のように、本実施の形態に係る面光源装置では、第一の三角形状の空洞部２１Ｄにおける第二の底角α４は、第二の三角形状の空洞部２１Ａにおける第二の底角α２よりも小さい。
As described above, in the surface light source device according to the present embodiment, the second base angle α4 in the first triangular cavity portion 21D is equal to the second base angle α2 in the second
したがって、第二の三角形状の空洞部２１Ａの側面部より入射した光が、第一の三角形状の空洞部２１Ｄにより全反射されず、導光板２Ｑ内を伝搬する。これにより、本実施の形態に係る面光源装置では、第一の三角形状の空洞部２１Ｄにおける再反射に起因した光の分配の偏りを防止することができる。
Therefore, the light incident from the side surface portion of the second
なお、実施の形態１と同様に、本実施の形態に係る面光源装置をバックライトとして、当該面光源装置と、導光板２Ｑの第一の主面側に配設された表示パネルとを有する、表示装置全般あるいは照明装置としても、当該面光源装置を採用することが可能である。 As in the first embodiment, the surface light source device according to the present embodiment is used as a backlight, and the surface light source device and a display panel disposed on the first main surface side of the light guide plate 2Q are included. The surface light source device can be employed as a general display device or a lighting device.
＜実施の形態４＞
図９は、本実施の形態に係る面光源装置１００ｂの構成を示す分解斜視図であり、図１０は、本実施の形態に係る面光源装置１００ｂが備える導光板２Ｒの中央部の構成を示す断面図である。
<
FIG. 9 is an exploded perspective view showing the configuration of the surface
面光源装置１００ｂは、図９に示すように、点光源であるＬＥＤ１と、ＬＥＤ１から出射された光が入射される導光板２Ｒとを備えている。さらに、面光源装置１００ｂは、導光板２Ｒを下面側（入光面側）から包み込む形状を有する反射シート３と、導光板２Ｒの上面側（出光面側）に配設される光学シート４とを備えている。
As shown in FIG. 9, the surface
導光板２Ｒは、第一の主面（上面）と第二の主面（下面）とを有し、矩形状の平面視構造を有し、所定の厚みを有する平板である。ここで、第一の主面と第二の主面とは、所定の導光板２Ｒの厚み幅だけ離れて、相互に対向（対面）している。また、第一の主面の平面方向と第二の主面の平面方向とは、平行である。ここで、第二の主面側から、ＬＥＤ１の光が入射され、当該導光板２Ｒ内を導光した後、第一の主面側から当該導光した光は出射する。
The
点光源であるＬＥＤ１は、導光板２Ｒの第二の主面側において、センターライト方式（直下型方式）で配置される。ＬＥＤ１は、平面視において、導光板２Ｒの略中央部領域に位置される。
LED1 which is a point light source is arrange | positioned by the center light system (direct type system) in the 2nd main surface side of the light-
図１０に示すように、第一の主面には、導光板２Ｒの一辺を二等分するように一方向に第一の凹部２２が形成されており、また第二の主面中央部に、平面視において、概略矩形の第二の凹部２１Ｒが形成されている。第一の凹部２２と第二の凹部２１Ｒは、第一の主面および第二の主面と直交する面ＰＬに対して、対称の形状を有しており、第一の主面における第一の凹部２２と直交する方向の中央断面は、図２と同じ形状である。
As shown in FIG. 10, the first main surface has a
このため、第二の主面に形成された第二の凹部２１Ｒは、一組の三角柱を並べた凹みを形成している。換言すると、断面視において第二の凹部２１Ｒは、第二の主面と平行な線（点線ｆ１）を底辺とする、三角形状の空洞部２１Ａを有する。三角形状の空洞部２１Ａの頂点は、第二の主面位置よりも導光板２Ｒの内部側に位置している。以下、実施の形態１と異なる構成の説明のみを行い、その他の構成の説明は、ここでは省略することとする。
For this reason, the 2nd recessed
また、第二の主面に形成された第二の凹部２１Ｒの奥行き方向の深さは、ＬＥＤ１の位置ずれを許容する範囲とする。このように第二の主面における第二の凹部２１Ｒを限定する理由は、一旦導光板２Ｒに入射された光が、導光板２Ｒ内を伝搬した後、再び第二の主面における第二の凹部２１Ｒより抜け出る頻度を低下させるためである。また、導光板２Ｒの第一の主面と第二の主面の相対する面に第二の凹部２１Ｒを設けることは、第二の凹部２１Ｒに沿った導光板２Ｒの破断や変形を生じることとなる。このため、導光板２Ｒの機械的な強度を維持させるためにも、第二の凹部２１Ｒの面積をできるだけ小さくする必要がある。
In addition, the depth in the depth direction of the
凹部２１Ｒ，２２の働きは、実施の形態１において、図３と図４を用いた説明と同様の効果を奏する。実施の形態１と異なり、本実施の形態では、凹部２１Ｒ，２２は、第一の主面および第二の主面と直交する面ＰＬに対して対称形であるため、第一の主面における第一の凹部２２では、第一の凹部２２の形成方向に直交する方向に光は振り分けられる。この動作は実施の形態１の場合と同様であるため、動作の詳細についての記述は省略する。ここで、図１０と図２の断面図において、本実施の形態の面ＰＬと実施の形態１の中心軸ＡＸの位置は一致するものとする。
The functions of the
特にＬＥＤ１の平面視形状が長方形である場合には、長辺と第一の主面における第一の凹部２２の形成方向とが平行になるように配置させることにより、ＬＥＤ１の短辺がＷ１となるため、三角柱の底辺の長さを小さくすることができる。第二の主面側における第二の凹部２１Ｒの寸法、第一の主面側における第一の凹部２２の寸法、導光板２Ｒの厚さの３者は比例関係にあり、第二の主面における第二の凹部２１Ｒを小さくできるということは、出光面の第一の凹部２２の寸法を小さくし、さらには導光板２Ｒの厚さを薄くすることができるということである。
In particular, when the planar view shape of the
以上のように、本実施の形態に係る面光源装置１００ｂでは、第一の凹部２２および第二の凹部２１Ｒは、第一の主面および第二の主面と直交する面ＰＬに対して、対称の形状を有しており、断面視において第二の凹部２１Ｒは、第二の主面と平行な線（点線ｆ１）を底辺とする、三角形状の空洞部２１Ａを有しており、三角形状の空洞部２１Ａの頂点は第二の主面位置よりも導光板２Ｒの内部側に位置する。
As described above, in the surface
したがって、導光板２Ｒを導光した光は、導光板２Ｒの鋸歯状の形状（三角形状）により、第一の凹部２２を対称軸として左右にほぼ均等に分配される。
Therefore, the light guided through the
なお、実施の形態１と同様に、本実施の形態に係る面光源装置１００ｂをバックライトとして、当該面光源装置１００ｂと、導光板２Ｒの第一の主面側に配設された表示パネルとを有する、表示装置全般あるいは照明装置としても、当該面光源装置を採用することが可能である。
As in the first embodiment, the surface
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
１ ＬＥＤ、２，２Ｍ，２Ｑ，２Ｒ 導光板、３ 反射シート、４ 光学シート、２１，２１Ｍ，２１Ｑ，２１Ｒ 第二の凹部、２１Ａ，２１Ｄ 三角形状の空洞部、２２ 第一の凹部、ＡＸ 中心軸、ＰＬ 面、α１ 第一の底角、α２，α４ 第二の底角、１００ａ，１００ｂ 面光源装置。 1 LED, 2, 2M, 2Q, 2R Light guide plate, 3 Reflective sheet, 4 Optical sheet, 21, 21M, 21Q, 21R Second recess, 21A, 21D Triangular cavity, 22 First recess, AX center Axis, PL plane, α1 first base angle, α2, α4 second base angle, 100a, 100b Surface light source device.
Claims (9)
前記導光板の前記第二の主面側において、直下型方式で配置される光源とを、備えており、
前記第一の主面には、
前記光源からの光が当該第一の主面において全反射するように、第一の凹部が形成されており、
前記第二の主面には、
前記光源の少なくとも上部が配設される第二の凹部が形成されており、
前記第二の凹部は、
断面視において、鋸歯状の部分を有する、
ことを特徴とする面光源装置。 A light guide plate having a first main surface and a second main surface facing the first main surface;
On the second main surface side of the light guide plate, a light source disposed in a direct type is provided,
In the first main surface,
The first recess is formed so that the light from the light source is totally reflected on the first main surface,
On the second main surface,
A second recess in which at least an upper part of the light source is disposed is formed;
The second recess is
In a cross-sectional view, it has a serrated portion,
A surface light source device.
所定の軸に対して、回転対称の形状を有しており、
前記第二の凹部は、
前記第二の主面位置よりも前記導光板の内部側において、頂点を有しており、
前記頂点を通る前記所定の軸に対して、回転対称の形状を有しており、
断面視において、前記頂点を通る前記第二の主面と平行な線を底辺とする、三角形状の空洞部を有している、
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。 The first recess is
It has a rotationally symmetric shape with respect to a predetermined axis,
The second recess is
On the inner side of the light guide plate than the second main surface position, has a vertex,
A rotationally symmetric shape with respect to the predetermined axis passing through the vertex;
In a cross-sectional view, it has a triangular cavity with a base parallel to the second main surface passing through the apex,
The surface light source device according to claim 1.
前記第一の主面および第二の主面と直交する面に対して、対称の形状を有しており、
断面視において前記第二の凹部は、
前記第二の主面と平行な線を底辺とする、三角形状の空洞部を有しており、
前記三角形状の前記空洞部の頂点は前記導光板の内部側に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載の面光源装置。 The first recess and the second recess are
It has a symmetric shape with respect to a plane orthogonal to the first main surface and the second main surface,
In a cross-sectional view, the second recess is
Having a triangular cavity with a base parallel to the second main surface;
The apex of the triangular cavity is located on the inner side of the light guide plate,
The surface light source device according to claim 1.
前記所定の軸、または、前記第一の主面および第二の主面と直交する面に近い側の第一の底角は、３５°から６０°であり、
前記所定の軸、または、前記第一の主面および第二の主面と直交する面に遠い側の第二の底角は、６５°から９０°である、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の面光源装置。 In the triangular shape,
The first base angle on the side close to the predetermined axis or the plane orthogonal to the first main surface and the second main surface is 35 ° to 60 °,
The second base angle on the side far from the predetermined axis or the plane orthogonal to the first main surface and the second main surface is 65 ° to 90 °.
The surface light source device according to claim 2 or claim 3, wherein
断面視における前記所定の軸、または、前記第一の主面および第二の主面と直交する面の片側において、前記第二の主面と平行な方向に、２つ以上形成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の面光源装置。 The triangular cavity is
Two or more are formed in a direction parallel to the second main surface on one side of the predetermined axis in a cross-sectional view or a surface orthogonal to the first main surface and the second main surface.
The surface light source device according to claim 4.
ことを特徴とする請求項５に記載の面光源装置。 Two or more of the triangular cavities formed on one side of the predetermined axis in a cross-sectional view or a surface orthogonal to the first main surface and the second main surface have the same shape. Is,
The surface light source device according to claim 5.
ことを特徴とする請求項５に記載の面光源装置。 Two or more of the triangular cavities formed on one side of the predetermined axis in a cross-sectional view or a surface orthogonal to the first main surface and the second main surface have different shapes. Exists,
The surface light source device according to claim 5.
前記所定の軸、または、前記第一の主面および第二の主面と直交する面から離れる方向において、前記第一の三角形状部に隣接している、前記三角形状の前記空洞部である、第二の三角形状部とを、有しており、
前記第一の三角形状部の前記第二の底角は、
前記第二の三角形状部の前記第二の底角よりも小さい、
ことを特徴とする請求項７に記載の面光源装置。 A first triangular portion, which is the triangular portion adjacent to the predetermined axis, or a surface orthogonal to the first main surface and the second main surface;
The triangular hollow portion adjacent to the first triangular portion in a direction away from the predetermined axis or a plane orthogonal to the first main surface and the second main surface. A second triangular portion, and
The second base angle of the first triangular portion is:
Smaller than the second base angle of the second triangular portion,
The surface light source device according to claim 7.
前記面光源装置の前記第一の主面側に配設される表示パネルとを、備える、
ことを特徴とする表示装置。 A surface light source device according to any one of claims 1 to 8,
A display panel disposed on the first main surface side of the surface light source device,
A display device characterized by that.
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