JP2014150082A - Light emitting element, light control element, display device and lighting system - Google Patents

Light emitting element, light control element, display device and lighting system Download PDF

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諭 柴田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting element capable of suppressing luminous unevenness.SOLUTION: A light emitting element 102 includes a light source 103 and a reflecting surface 105a reflecting light emitted from the light source 103. When two directions orthogonally intersecting each other in a vertical plane relative to an optical axis CL of light reflected on the reflecting surface 105a are defined as a first direction (z direction) and a second direction (y direction), the diffusion angle of light in the first direction (z direction) and the diffusion angle of light in the second direction (y direction) are different each other.

Description

本発明は、発光素子、調光素子、表示装置および照明装置に関する。   The present invention relates to a light emitting element, a light control element, a display device, and a lighting device.

導光体の端面に発光素子を配置したサイドライト方式の照明装置として、特許文献1の照明装置が知られている。サイドライト方式の照明装置では、照明光の輝度を高めるために、複数の発光素子を導光体の端面に設置するのが一般的である。この場合、発光素子から射出される光の指向性が高いと、隣接する発光素子の境界部で光の明暗が発生し、輝度むらが発生する惧れがある。そのため、特許文献1の照明装置では、発光素子から射出された光を拡散部材で拡散させて、導光体全体で均一な光量の光が得られるようにしている。   As a sidelight type illumination device in which a light emitting element is disposed on an end face of a light guide, an illumination device of Patent Document 1 is known. In a sidelight type lighting device, in order to increase the luminance of illumination light, a plurality of light emitting elements are generally installed on the end face of a light guide. In this case, when the directivity of the light emitted from the light emitting element is high, light brightness and darkness may occur at the boundary portion between adjacent light emitting elements, which may cause uneven brightness. Therefore, in the illumination device of Patent Document 1, the light emitted from the light emitting element is diffused by the diffusion member so that a uniform amount of light can be obtained in the entire light guide.

特開2001−52518号公報JP 2001-52518 A

特許文献1の照明装置では、発光素子と導光体との間に拡散部材を設置している。そのため、部品点数が増加し、コストアップの原因となる。また、発光素子から射出された光は、導光体の内部を全反射しながら伝播するため、発光素子から射出された光が導光体の光射出面と直交する方向(導光体の板厚方向)に拡散されると、光が全反射しなくなる。そのため、導光体の光入射面近傍で光漏れが発生し、輝度むらが発生する。   In the illumination device of Patent Document 1, a diffusion member is installed between the light emitting element and the light guide. As a result, the number of parts increases, leading to an increase in cost. In addition, since light emitted from the light emitting element propagates while totally reflecting inside the light guide, the light emitted from the light emitting element is orthogonal to the light emitting surface of the light guide (the light guide plate). When diffused in the thickness direction), the light is not totally reflected. For this reason, light leakage occurs in the vicinity of the light incident surface of the light guide, resulting in uneven brightness.

本発明の目的は、輝度むらを抑制可能な発光素子、調光素子、表示装置および照明装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a light emitting element, a light control element, a display device, and a lighting device that can suppress luminance unevenness.

本発明の発光素子は、光源と、前記光源から射出された光を反射する反射面と、を備え、前記反射面で反射された光の光軸に対して垂直な平面内における互いに直交する2つの方向を第1の方向及び第2の方向としたときに、前記第1の方向の光の拡散角と前記第2の方向の光の拡散角は互いに異なる。   The light-emitting element of the present invention includes a light source and a reflection surface that reflects light emitted from the light source, and is orthogonal to each other in a plane perpendicular to the optical axis of the light reflected by the reflection surface. When the two directions are the first direction and the second direction, the light diffusion angle in the first direction and the light diffusion angle in the second direction are different from each other.

前記反射面は、該反射面を前記光軸を含む互いに直交する2つの平面で切ったときに、その光軸上の点における前記反射面の断面の曲率が互いに異なるアナモルフィック反射面であってもよい。   The reflecting surface is an anamorphic reflecting surface having different curvatures of cross sections of the reflecting surface at points on the optical axis when the reflecting surface is cut by two planes orthogonal to each other including the optical axis. May be.

前記2つの断面のうち曲率の大きい断面における前記反射面の形状は放物線であり、前記放物線の焦点に前記光源が配置されていてもよい。   The shape of the reflective surface in a cross section having a large curvature among the two cross sections may be a parabola, and the light source may be arranged at the focal point of the parabola.

前記2つの断面のうち曲率の小さい断面における前記反射面の曲率は0であってもよい。   The curvature of the reflective surface in a cross section having a small curvature among the two cross sections may be zero.

凹部が形成されたパッケージを備え、前記パッケージの凹部に前記反射面が形成され、前記凹部に前記光源から射出された光を透過する光透過部材が充填され、前記光透過部材に前記光源が埋設されていてもよい。   A package having a recess formed therein, wherein the reflecting surface is formed in the recess of the package, the recess is filled with a light transmitting member that transmits light emitted from the light source, and the light source is embedded in the light transmitting member May be.

複数の前記光源が一方向に配列して設けられ、前記パッケージには、各光源に対応した前記反射面が、前記複数の光源の配列方向に沿って設けられていてもよい。   The plurality of light sources may be arranged in one direction, and the reflection surface corresponding to each light source may be provided in the package along the arrangement direction of the plurality of light sources.

本発明の調光素子は、光入射面と光射出面とを有する導光体と、前記導光体の光入射面に光を入射させる複数の発光素子と、を備え、前記導光体には、前記導光体の内部を伝播した光を前記導光体の外部に取り出し可能な複数の光取出領域が前記光の伝播方向に沿って設けられ、前記複数の光取出領域から取り出し可能な光の伝播角度は互いに異なり、前記複数の発光素子から射出された光は、互いに異なる伝播角度で前記導光体の内部を伝播し、前記複数の発光素子は、本発明の発光素子であり、前記発光素子において、光の拡散角が大きい方向は、前記導光体の光射出面の法線と直交し且つ前記光の伝播方向と直交する方向であり、光の拡散角が小さい方向は、前記導光体の光射出面の法線と平行な方向である。   The light control device of the present invention includes a light guide having a light incident surface and a light exit surface, and a plurality of light emitting elements that allow light to enter the light incident surface of the light guide. Is provided with a plurality of light extraction areas along the light propagation direction, from which light propagated inside the light guide can be extracted to the outside of the light guide, and can be extracted from the plurality of light extraction areas The light propagation angles are different from each other, and the light emitted from the plurality of light emitting elements propagates through the light guide at different propagation angles, and the plurality of light emitting elements are the light emitting elements of the present invention, In the light-emitting element, the direction in which the light diffusion angle is large is a direction perpendicular to the normal line of the light exit surface of the light guide and the light propagation direction, and the direction in which the light diffusion angle is small is The direction is parallel to the normal of the light exit surface of the light guide.

前記複数の光取出領域において前記導光体の光射出面と接する部材の屈折率は互いに異なっていてもよい。   In the plurality of light extraction regions, the refractive indexes of the members in contact with the light exit surface of the light guide may be different from each other.

前記導光体の光射出面と接する部材の屈折率は、前記導光体の光入射面から遠い位置に配置されたものほど大きくてもよい。   The refractive index of the member in contact with the light exit surface of the light guide may be larger as it is disposed at a position farther from the light incident surface of the light guide.

前記導光体の光入射面には、前記導光体の光射出面との成す角度が互いに異なる複数の傾斜面が設けられ、前記複数の発光素子の各々が前記複数の傾斜面の各々に固定されていてもよい。   The light incident surface of the light guide is provided with a plurality of inclined surfaces having different angles with the light emitting surface of the light guide, and each of the plurality of light emitting elements is provided on each of the plurality of inclined surfaces. It may be fixed.

前記光入射面に対して相対的に近い位置の前記光取出領域から取り出される光を射出する前記発光素子の前記光射出面の法線と直交し且つ前記光の伝播方向と直交する方向の光の拡散角は、前記光入射面に対して相対的に遠い位置の前記光取出領域から取り出される光を射出する前記発光素子の前記光射出面の法線と直交し且つ前記光の伝播方向と直交する方向の光の拡散角よりも大きくてもよい。   Light in a direction orthogonal to the normal line of the light emitting surface of the light emitting element that emits light extracted from the light extraction region at a position relatively close to the light incident surface and orthogonal to the propagation direction of the light The diffusion angle of the light emitting element is orthogonal to the normal line of the light emitting surface of the light emitting element that emits light extracted from the light extraction region at a position relatively far from the light incident surface, and the light propagation direction. It may be larger than the light diffusion angle in the orthogonal direction.

本発明の表示装置は、本発明の調光素子と、前記調光素子から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備えている。   The display device of the present invention includes the light control element of the present invention and a display element that performs display using light emitted from the light control element.

本発明の照明装置は、本発明の調光素子を備えている。   The illuminating device of this invention is equipped with the light control element of this invention.

本発明によれば、輝度むらを抑制可能な発光素子、調光素子、表示装置および照明装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light emitting element, the light control element, display apparatus, and illuminating device which can suppress a brightness nonuniformity can be provided.

第1実施形態のバックライトの斜視図である。It is a perspective view of the backlight of a 1st embodiment. バックライトに備えられる発光素子の断面図である。It is sectional drawing of the light emitting element with which a backlight is equipped. 発光素子の凹面ミラーの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the concave mirror of a light emitting element. 凹面ミラーの曲率を変えたときの導光体内部の光量分布を示す図である。It is a figure which shows the light quantity distribution inside a light guide when the curvature of a concave mirror is changed. 第2実施形態のバックライトの斜視図及び発光素子の拡大図である。It is the perspective view of the backlight of 2nd Embodiment, and the enlarged view of a light emitting element. 導光体内部の光量分布を示す図である。It is a figure which shows light quantity distribution inside a light guide. 第3実施形態のバックライトに備えられた発光素子の拡大図である。It is an enlarged view of the light emitting element with which the backlight of 3rd Embodiment was equipped. 第4実施形態のバックライトを備えた液晶表示装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the liquid crystal display device provided with the backlight of 4th Embodiment. バックライトの各光取出領域から光が射出する原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle in which light inject | emits from each light extraction area | region of a backlight. 各発光素子から射出される光のy方向の拡散角を示す図である。It is a figure which shows the diffusion angle of the y direction of the light inject | emitted from each light emitting element. 液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of a liquid crystal display device. バックライトの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of a backlight. バックライトの配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of a backlight. 照明装置の第1の構成例の断面図である。It is sectional drawing of the 1st structural example of an illuminating device. 照明装置の第2の構成例の断面図である。It is sectional drawing of the 2nd structural example of an illuminating device.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態のバックライト(調光素子)100の斜視図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view of a backlight (light control element) 100 according to the first embodiment.

バックライト100は、導光体101と、導光体101の光入射面101aに光を入射させる複数の発光素子102と、を備えている。   The backlight 100 includes a light guide 101 and a plurality of light emitting elements 102 that allow light to enter the light incident surface 101 a of the light guide 101.

導光体101は、平面視矩形の透明な板状部材である。導光体101の端面は光入射面101aであり、導光体101の主面は光射出面101bである。図1では、光射出面101bは、導光体101の2つの主面の双方に設けられているが、光射出面101bは、導光体101の一方の主面のみに設けられていてもよい。図1では、光射出面101bはxy平面と平行な面であり、光入射面101aはyz平面と平行な面である。複数の発光素子102は、導光体101の光入射面101aに沿ってy方向に配列されている。複数の発光素子102は、その光射出面を導光体101の光入射面101aに向けて導光体101の光入射面101aに固定されている。図1では、複数の発光素子102は、導光体101の1つの端面にのみ設けられているが、当該端面とX方向において対向する端面に複数の発光素子102を配置し、2つの端面から光を入射する構成としてもよい。   The light guide 101 is a transparent plate-like member having a rectangular shape in plan view. The end surface of the light guide 101 is a light incident surface 101a, and the main surface of the light guide 101 is a light exit surface 101b. In FIG. 1, the light emission surface 101 b is provided on both of the two main surfaces of the light guide 101, but the light emission surface 101 b may be provided only on one of the main surfaces of the light guide 101. Good. In FIG. 1, the light emitting surface 101b is a surface parallel to the xy plane, and the light incident surface 101a is a surface parallel to the yz plane. The plurality of light emitting elements 102 are arranged in the y direction along the light incident surface 101 a of the light guide 101. The plurality of light emitting elements 102 are fixed to the light incident surface 101 a of the light guide 101 with their light exit surfaces facing the light incident surface 101 a of the light guide 101. In FIG. 1, the plurality of light emitting elements 102 are provided only on one end face of the light guide 101, but the plurality of light emitting elements 102 are arranged on the end face facing the end face in the X direction. It is good also as a structure which injects light.

発光素子102から導光体101の光入射面101aに入射した光は、導光体101の内部を全反射しながら概ねx方向に伝播する。そして、導光体101の2つの主面に設けられた図示略の光路変換部材によって、その光路を変換され、導光体101の光射出面101bから射出される。導光体101の光射出面101bから射出される光の光量は、発光素子102から射出される光の光量を変化させることによって制御される。発光素子102は、個々に独立して点灯、消灯が制御でき、さらに射出光量が制御できる構成となっている。これにより、バックライト100は、射出される光の光量を調節可能な調光素子として機能する。   Light that has entered the light incident surface 101 a of the light guide 101 from the light emitting element 102 propagates in the x direction while being totally reflected inside the light guide 101. Then, the optical path is converted by an optical path conversion member (not shown) provided on the two main surfaces of the light guide 101 and emitted from the light exit surface 101 b of the light guide 101. The amount of light emitted from the light exit surface 101 b of the light guide 101 is controlled by changing the amount of light emitted from the light emitting element 102. The light emitting elements 102 can be individually turned on and off, and can control the amount of emitted light. Thereby, the backlight 100 functions as a light control element capable of adjusting the amount of emitted light.

図2は、発光素子102の断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the light emitting element 102.

発光素子102は、パッケージ104と、凹面ミラー105と、光源103と、反射ミラー106と、光透過部材107と、を備えている。符号Pfは凹面ミラー105のxz平面と平行な断面における焦点であり、符号Pcは凹面ミラー105の光源103から最も離間した位置(頂点)であり、符号CLは凹面ミラー105の中心軸(凹面ミラー105の頂点Pcと凹面ミラー105の焦点Pfとを結ぶ線)である。凹面ミラー105の中心軸CLは、凹面ミラー105で反射された光の光軸と一致する。そのため、図2の例では、中心軸CLは、発光素子102の光射出面107aの法線(x軸)と一致している。   The light emitting element 102 includes a package 104, a concave mirror 105, a light source 103, a reflection mirror 106, and a light transmission member 107. Symbol Pf is a focal point in a cross section parallel to the xz plane of the concave mirror 105, symbol Pc is a position (vertex) farthest from the light source 103 of the concave mirror 105, and symbol CL is a central axis (concave mirror) of the concave mirror 105. 105 is a line connecting the vertex Pc of 105 and the focal point Pf of the concave mirror 105). The central axis CL of the concave mirror 105 coincides with the optical axis of the light reflected by the concave mirror 105. Therefore, in the example of FIG. 2, the central axis CL coincides with the normal line (x axis) of the light emission surface 107 a of the light emitting element 102.

凹面ミラー105は、パッケージ104の凹部104aに設けられている。凹面ミラー105の形状は、パッケージ104の凹部104aの形状に倣った曲面形状となっている。凹面ミラー105は、光源103から射出された光を反射する放物面ミラーである。凹部104aの形状は、例えば、パッケージ104となる樹脂部材の表面に凹部104aの形状を反転させた凸形状を有する金型を押し付けることにより形成されている。凹部104aの形状は、平坦な樹脂部材の表面を切削加工することによって形成しても良い。   The concave mirror 105 is provided in the concave portion 104 a of the package 104. The shape of the concave mirror 105 is a curved surface shape following the shape of the concave portion 104 a of the package 104. The concave mirror 105 is a parabolic mirror that reflects the light emitted from the light source 103. The shape of the concave portion 104a is formed by pressing a mold having a convex shape obtained by inverting the shape of the concave portion 104a to the surface of the resin member to be the package 104, for example. The shape of the recess 104a may be formed by cutting the surface of a flat resin member.

光源103は、例えば、略直方体状のチップLED(表面実装用LED)である。光源103は、凹面ミラー105の焦点に配置されている。凹面ミラー105の中心軸CLは、光源103の光射出面の法線(チップLEDの上面の法線)と一致している。   The light source 103 is, for example, a substantially rectangular chip LED (surface mounting LED). The light source 103 is disposed at the focal point of the concave mirror 105. The central axis CL of the concave mirror 105 coincides with the normal line of the light emission surface of the light source 103 (the normal line of the upper surface of the chip LED).

パッケージ104の凹部104aには、光源103から射出された光を透過する光透過部材107が充填されている。光源103は、光透過部材107の内部に埋設されている。光透過部材107は、例えば、パッケージ104の凹部104aに凹面ミラー105を形成し、パッケージ104の内部に光源103および反射ミラー106を配置した後、パッケージ104の内部に、アクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂を注入して硬化させることにより形成されている。光透過部材107の屈折率は、導光体101の屈折率と同じ値に設定されている。光透過部材107の外部に露出する面107aは、発光素子102の光射出面となっている。   The concave portion 104 a of the package 104 is filled with a light transmitting member 107 that transmits light emitted from the light source 103. The light source 103 is embedded in the light transmitting member 107. The light transmitting member 107 is formed, for example, by forming the concave mirror 105 in the concave portion 104 a of the package 104, disposing the light source 103 and the reflecting mirror 106 inside the package 104, and then transmitting light such as acrylic resin inside the package 104. It is formed by injecting and curing a resin having the following. The refractive index of the light transmitting member 107 is set to the same value as the refractive index of the light guide 101. The surface 107 a exposed to the outside of the light transmitting member 107 is a light emitting surface of the light emitting element 102.

反射ミラー106は、光源103の実装基板に、例えばアルミニウム等の金属膜をスパッタ法もしくは蒸着法で形成することにより形成されている。反射ミラー106は、凹面ミラー105と異なる方向に射出された光源103からの光を凹面ミラー105に向けて反射する。   The reflection mirror 106 is formed by forming a metal film such as aluminum on the mounting substrate of the light source 103 by sputtering or vapor deposition. The reflection mirror 106 reflects the light from the light source 103 emitted in a different direction from the concave mirror 105 toward the concave mirror 105.

図3(a)は、発光素子102の拡大図である。図3(b)は、凹面ミラー105のxz平面と平行な断面と凹面ミラー105で反射された光のxz平面内での角度分布を示す図である。図3(c)は、凹面ミラー105のxy平面と平行な断面と凹面ミラー105で反射された光のxy平面内での角度分布を示す図である。   FIG. 3A is an enlarged view of the light emitting element 102. FIG. 3B is a diagram showing a cross section of the concave mirror 105 parallel to the xz plane and the angular distribution of the light reflected by the concave mirror 105 in the xz plane. FIG. 3C is a diagram showing a cross section of the concave mirror 105 parallel to the xy plane and the angular distribution of the light reflected by the concave mirror 105 in the xy plane.

図3(a)に示すように、凹面ミラー105は、光源103から最も離間した位置を頂点Pcとする放物面ミラーである。凹面ミラー105の反射面105aは、該反射面105aを凹面ミラー105の中心軸CLを含む互いに直交する2つの平面で切ったときに、その頂点Pcにおける断面の曲率が互いに異なるアナモルフィック反射面である。   As shown in FIG. 3A, the concave mirror 105 is a parabolic mirror having a vertex Pc at a position farthest from the light source 103. The reflecting surface 105a of the concave mirror 105 is an anamorphic reflecting surface having different cross-sectional curvatures at the vertex Pc when the reflecting surface 105a is cut by two orthogonal planes including the central axis CL of the concave mirror 105. It is.

横軸を反射光の射出角度(中心軸CLと平行な方向に射出したときの射出角度を0°とする)とし、縦軸を当該射出角度で射出された光の光量とし、光の光量がピーク光量の50%まで減衰するときの射出角度α,βの差の絶対値|α−β|を拡散角とし、反射光の光軸(凹面ミラー105の中心軸CL)に対して垂直な平面内における互いに直交する2つの方向を第1の方向および第2の方向とすると、第1の方向と第2の方向の光の拡散角は互いに異なる。光の拡散角が大きい方向は、導光体101の光射出面101bの法線と直交し且つ光の伝播方向と直交する方向(y方向)であり、光の拡散角が小さい方向は、導光体101の光射出面101bの法線と平行な方向(z方向)である。   The horizontal axis is the reflected light emission angle (the emission angle when it is emitted in the direction parallel to the central axis CL is 0 °), the vertical axis is the light amount emitted at the emission angle, and the light amount is A plane perpendicular to the optical axis of reflected light (the central axis CL of the concave mirror 105), with the absolute value | α−β | of the difference between the emission angles α and β when attenuated to 50% of the peak light quantity as the diffusion angle If two directions orthogonal to each other are defined as a first direction and a second direction, the light diffusion angles in the first direction and the second direction are different from each other. The direction in which the light diffusion angle is large is the direction (y direction) perpendicular to the normal line of the light exit surface 101b of the light guide 101 and perpendicular to the light propagation direction. This is a direction (z direction) parallel to the normal line of the light exit surface 101b of the light body 101.

本実施形態の場合、図3(b)及び図3(c)に示すように、反射面105aのxz平面と平行な断面およびxy平面と平行な断面の形状は、いずれも放物線である。反射面105aのxz平面と平行な断面105Bにおける放物線の曲率は、反射面105aのxy平面と平行な断面105Aにおける放物線の曲率よりも大きい。そのため、反射面105aで反射された光の角度分布は、z方向への広がりが小さく、y方向への広がりが大きい。xz平面内において、光の光量がピーク光量の50%まで減衰するときの射出角度はθ1,θ2である。よって、z方向の拡散角D1は|θ1−θ2|である。xy平面内において、光の光量がピーク光量の50%まで減衰するときの射出角度はθ3,θ4である。よって、z方向の拡散角D2は|θ3−θ4|である。z方向への光の広がりはy方向への光の広がりよりも小さいので、z方向の拡散角D1はy方向の拡散角D2よりも小さい。   In the case of this embodiment, as shown in FIGS. 3B and 3C, the shape of the cross section parallel to the xz plane and the cross section parallel to the xy plane of the reflecting surface 105a is a parabola. The curvature of the parabola in the cross section 105B parallel to the xz plane of the reflective surface 105a is larger than the curvature of the parabola in the cross section 105A parallel to the xy plane of the reflective surface 105a. Therefore, the angular distribution of the light reflected by the reflecting surface 105a has a small spread in the z direction and a large spread in the y direction. In the xz plane, the emission angles when the light intensity attenuates to 50% of the peak light intensity are θ1 and θ2. Therefore, the diffusion angle D1 in the z direction is | θ1−θ2 |. In the xy plane, the emission angles when the light amount attenuates to 50% of the peak light amount are θ3 and θ4. Therefore, the diffusion angle D2 in the z direction is | θ3−θ4 |. Since the spread of light in the z direction is smaller than the spread of light in the y direction, the diffusion angle D1 in the z direction is smaller than the diffusion angle D2 in the y direction.

図3(b)及び図3(c)において、焦点Pfは、反射面105aのxz平面と平行な断面における放物線の焦点である。反射面105aのxz平面と平行な断面105Bにおける放物線の曲率と反射面105aのxy平面と平行な断面105Aにおける放物線の曲率とは異なる。そのため、焦点Pfは、反射面105aのxy平面と平行な断面105Aにおける放物線の焦点とは異なる。光源103は、反射面105aのxz平面と平行な断面105Bにおける放物線の焦点Pfに配置されている。そのため、反射面105aで反射された光は、xz平面と平行な平面内において概ね平行光であり、拡散角D1は概ね0°である。   In FIG. 3B and FIG. 3C, the focal point Pf is a parabolic focal point in a cross section parallel to the xz plane of the reflecting surface 105a. The curvature of the parabola in the cross section 105B parallel to the xz plane of the reflective surface 105a is different from the curvature of the parabola in the cross section 105A parallel to the xy plane of the reflective surface 105a. Therefore, the focal point Pf is different from the parabolic focal point in the cross section 105A parallel to the xy plane of the reflecting surface 105a. The light source 103 is disposed at a parabolic focal point Pf in a cross section 105B parallel to the xz plane of the reflecting surface 105a. Therefore, the light reflected by the reflecting surface 105a is substantially parallel light in a plane parallel to the xz plane, and the diffusion angle D1 is approximately 0 °.

図4(a)ないし図4(i)は、反射面105aのxz平面と平行な断面における放物線の曲率C1を0.1に固定し、反射面105aのxy平面と平行な断面における放物線の曲率C2を0.01ないし0.09まで0.01刻みで変化させたときの導光体内部の光量分布を示す図である。図4(a)ないし図4(i)において、上段側は、z方向から見た導光体101及び発光素子102の平面図であり、下段側は、導光体101のA−A′断面における導光体内部の光量分布を示す図である。   4 (a) to 4 (i) show the parabolic curvature C1 in the cross section parallel to the xz plane of the reflecting surface 105a fixed to 0.1 and the parabolic curvature in the cross section of the reflecting surface 105a parallel to the xy plane. It is a figure which shows the light quantity distribution inside a light guide when C2 is changed in 0.01 steps from 0.01 to 0.09. 4A to 4I, the upper side is a plan view of the light guide body 101 and the light emitting element 102 as viewed from the z direction, and the lower side is a cross section taken along the line AA ′ of the light guide body 101. FIG. It is a figure which shows light quantity distribution inside the light guide in.

発光素子102から射出される光のy方向への広がりは、反射面105aのxy平面と平行な断面における放物線の曲率C2によって変化する。曲率C2を大きくするとy方向への光の広がりは小さくなり、曲率C2を小さくするとy方向への光の広がりは大きくなる。曲率C2が0.09の場合、発光素子102から射出される光はz方向から見て概ね平行光となる。導光体101のA−A′断面内には、各発光素子102と対向する位置に大きな光量ピークが発生する。隣接する発光素子102の境界部に十分に光が広がらないため、境界部は暗くなる。そのため、導光体101のA−A′断面内には大きな光量分布が発生する。曲率C2を小さくしていくと、隣接する発光素子102の境界部まで光が広がるようになり、境界部は明るくなる。そのため、導光体101のA−A′断面内の光量分布は均一化される。   The spread of the light emitted from the light emitting element 102 in the y direction varies depending on the parabolic curvature C2 of the reflecting surface 105a in a cross section parallel to the xy plane. Increasing the curvature C2 reduces the spread of light in the y direction, and decreasing the curvature C2 increases the spread of light in the y direction. When the curvature C2 is 0.09, the light emitted from the light emitting element 102 is substantially parallel light when viewed from the z direction. A large light amount peak occurs at a position facing each light emitting element 102 in the AA ′ cross section of the light guide 101. Since the light does not spread sufficiently at the boundary between adjacent light emitting elements 102, the boundary becomes dark. Therefore, a large light quantity distribution is generated in the AA ′ cross section of the light guide 101. As the curvature C2 is reduced, light spreads to the boundary portion between the adjacent light emitting elements 102, and the boundary portion becomes brighter. Therefore, the light quantity distribution in the AA ′ cross section of the light guide 101 is made uniform.

本実施形態のバックライト100においては、発光素子102から射出される光のz方向の拡散角D1はy方向の拡散角D2よりも小さい。そのため、y方向への光の広がりを許容しつつ、z方向への光の広がりを抑制することができる。xz平面で見た場合、光は高い指向性をもった光となるので、発光素子102の光軸(凹面ミラー105の中心軸CL)が導光体101の光射出面101bに対して臨界角以上の角度に設定されていれば、導光体101の光射出面101bから外部に漏れ出す光は非常に少なくなる。xy平面で見た場合には、光はy方向への広がりが大きい指向性の小さい光となるので、発光素子102から射出された光は、隣接する発光素子102の境界部まで広がり、境界部の光量が大きくなる。その結果、導光体全体で光量分布が均一化され、輝度むらの少ないバックライトとなる。   In the backlight 100 of this embodiment, the diffusion angle D1 in the z direction of the light emitted from the light emitting element 102 is smaller than the diffusion angle D2 in the y direction. Therefore, the spread of light in the z direction can be suppressed while allowing the spread of light in the y direction. When viewed in the xz plane, the light has a high directivity, so that the optical axis of the light emitting element 102 (the central axis CL of the concave mirror 105) is a critical angle with respect to the light exit surface 101b of the light guide 101. If the angle is set to the above angle, the amount of light leaking outside from the light exit surface 101b of the light guide 101 is very small. When viewed on the xy plane, the light has a large spread in the y direction and has a small directivity. Therefore, the light emitted from the light emitting element 102 spreads to the boundary between adjacent light emitting elements 102, and the boundary The amount of light increases. As a result, the light distribution is made uniform throughout the light guide, and the backlight has less luminance unevenness.

[第2実施形態]
図5(a)は、第2実施形態のバックライト(調光素子)111の斜視図であり、図5(b)は、バックライト111に備えられた発光素子110の拡大図である。
[Second Embodiment]
FIG. 5A is a perspective view of the backlight (dimming element) 111 according to the second embodiment, and FIG. 5B is an enlarged view of the light emitting element 110 provided in the backlight 111.

バックライト111において第1実施形態のバックライト100と異なる点は、発光素子110の反射面109aのxy平面と平行な断面の曲率を0とした点である。バックライト111において第1実施形態のバックライト100と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。   The difference between the backlight 111 and the backlight 100 of the first embodiment is that the curvature of the cross section parallel to the xy plane of the reflecting surface 109a of the light emitting element 110 is set to zero. Constituent elements common to the backlight 100 of the first embodiment in the backlight 111 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

バックライト111は、導光体101と、導光体101の光入射面101aに光を入射させる複数の発光素子110と、を備えている。発光素子110は、パッケージ108と、凹面ミラー109と、光源103と、を備えている。凹面ミラー109は、パッケージ108の凹部108aに設けられている。凹面ミラー109の形状は、パッケージ108の凹部108aの形状に倣った曲面形状となっている。凹面ミラー109は、光源103から最も離間した位置を頂点Pcとする放物面ミラーである。   The backlight 111 includes a light guide 101 and a plurality of light emitting elements 110 that allow light to enter the light incident surface 101 a of the light guide 101. The light emitting element 110 includes a package 108, a concave mirror 109, and a light source 103. The concave mirror 109 is provided in the concave portion 108 a of the package 108. The shape of the concave mirror 109 is a curved surface shape following the shape of the concave portion 108 a of the package 108. The concave mirror 109 is a parabolic mirror having a vertex Pc at the position farthest from the light source 103.

凹面ミラー109の反射面109aは、該反射面109aを凹面ミラー109の中心軸(反射面109aで反射された光の光軸)CLを含む互いに直交する2つの平面で切ったときに、その頂点Pcにおける断面の曲率が互いに異なるアナモルフィック反射面である。反射面109aで反射された光の光軸CLに対して垂直な平面内における互いに直交する2つの方向を第1の方向および第2の方向とすると、第1の方向と第2の方向の光の拡散角は互いに異なる。光の拡散角が大きい方向は、導光体101の光射出面101bの法線と直交し且つ光の伝播方向と直交する方向(y方向)であり、光の拡散角が小さい方向は、導光体101の光射出面101bの法線と平行な方向(z方向)である。   The reflection surface 109a of the concave mirror 109 has its vertex when the reflection surface 109a is cut by two planes perpendicular to each other including the central axis CL of the concave mirror 109 (the optical axis of the light reflected by the reflection surface 109a). It is an anamorphic reflecting surface in which the curvature of the cross section in Pc is different from each other. Assuming that two directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the optical axis CL of the light reflected by the reflecting surface 109a are a first direction and a second direction, the light in the first direction and the second direction Are different from each other. The direction in which the light diffusion angle is large is the direction (y direction) perpendicular to the normal line of the light exit surface 101b of the light guide 101 and perpendicular to the light propagation direction. This is a direction (z direction) parallel to the normal line of the light exit surface 101b of the light body 101.

本実施形態の場合、反射面109aのxz平面と平行な断面109Bの形状は放物線であり、反射面109aのxy平面と平行な断面109Aの形状は直線である。断面109Aの曲率は0であり、断面109Bの曲率は0よりも大きい。光源103は、反射面109aの断面109Bにおける放物線の焦点に配置されている。そのため、反射面109aで反射された光の角度分布は、z方向への広がりが小さく、y方向への広がりが大きい。z方向への光の広がりはy方向への光の広がりよりも小さいので、z方向の拡散角はy方向の拡散角よりも小さい。   In the present embodiment, the shape of the cross section 109B parallel to the xz plane of the reflective surface 109a is a parabola, and the shape of the cross section 109A parallel to the xy plane of the reflective surface 109a is a straight line. The curvature of the cross section 109A is 0, and the curvature of the cross section 109B is greater than zero. The light source 103 is arranged at the focal point of the parabola in the cross section 109B of the reflecting surface 109a. Therefore, the angular distribution of the light reflected by the reflecting surface 109a has a small spread in the z direction and a large spread in the y direction. Since the spread of light in the z direction is smaller than the spread of light in the y direction, the diffusion angle in the z direction is smaller than the diffusion angle in the y direction.

図6は、導光体内部の光量分布を示す図である。図6において、上段側は、z方向から見た導光体101及び発光素子110の平面図であり、下段側は、導光体101のA−A′断面における導光体内部の光量分布を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a light amount distribution inside the light guide. In FIG. 6, the upper side is a plan view of the light guide 101 and the light emitting element 110 viewed from the z direction, and the lower side shows the light amount distribution inside the light guide in the AA ′ cross section of the light guide 101. FIG.

反射面109aの断面109Aの曲率は0である。そのため、反射面109aはy方向への光の広がりに対して何ら集光作用を持たない。そのため、発光素子110から射出された光は、隣接する発光素子102の境界部まで広がり、境界部の光量が増加する。そのため、導光体101のA−A′断面内の光量分布は均一化される。よって、輝度むらの少ないバックライト111が得られる。   The curvature of the cross section 109A of the reflecting surface 109a is zero. Therefore, the reflecting surface 109a has no light collecting action with respect to the spread of light in the y direction. Therefore, the light emitted from the light emitting element 110 spreads to the boundary portion between the adjacent light emitting elements 102, and the amount of light at the boundary portion increases. Therefore, the light quantity distribution in the AA ′ cross section of the light guide 101 is made uniform. Therefore, the backlight 111 with less luminance unevenness can be obtained.

[第3実施形態]
図7は、第3実施形態のバックライトに備えられた発光素子114の拡大図である。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is an enlarged view of the light emitting element 114 provided in the backlight according to the third embodiment.

発光素子114において第1実施形態の発光素子102と異なる点は、発光素子複数個分の長さを有する長軸のパッケージ112に複数の光源103を一体に取り付けた点である。発光素子114において第1実施形態の発光素子102と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。   The light emitting element 114 is different from the light emitting element 102 of the first embodiment in that a plurality of light sources 103 are integrally attached to a long-axis package 112 having a length corresponding to a plurality of light emitting elements. Constituent elements common to the light emitting element 102 of the first embodiment in the light emitting element 114 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

パッケージ112には、各光源103に対応した複数の凹部112aがy方向に沿って形成されている。複数の凹部112aには、凹面ミラー113が形成されている。凹面ミラー113の形状は、パッケージ112の凹部112aの形状に倣った曲面形状となっている。凹面ミラー113は、光源103から射出された光を反射する放物面ミラーである。凹部112aの形状は、例えば、パッケージ112となる樹脂部材の表面に凹部112aの形状を反転させた凸形状を有する金型を押し付けることにより形成されている。凹部112aの形状は、平坦な樹脂部材の表面を切削加工することによって形成しても良い。   A plurality of recesses 112a corresponding to each light source 103 is formed in the package 112 along the y direction. Concave mirrors 113 are formed in the plurality of recesses 112a. The shape of the concave mirror 113 is a curved surface shape following the shape of the concave portion 112a of the package 112. The concave mirror 113 is a parabolic mirror that reflects the light emitted from the light source 103. The shape of the recess 112a is formed, for example, by pressing a mold having a convex shape obtained by inverting the shape of the recess 112a on the surface of the resin member to be the package 112. The shape of the recess 112a may be formed by cutting the surface of a flat resin member.

凹面ミラー113は、光源103から最も離間した位置を頂点Pcとする放物面ミラーである。凹面ミラー113の反射面113aは、該反射面113aを凹面ミラー113の中心軸(反射面113aで反射された光の光軸)CLを含む互いに直交する2つの平面で切ったときに、その頂点Pcにおける断面の曲率が互いに異なるアナモルフィック反射面である。   The concave mirror 113 is a parabolic mirror whose apex Pc is the position farthest from the light source 103. The reflection surface 113a of the concave mirror 113 has its vertex when the reflection surface 113a is cut by two planes orthogonal to each other including the central axis CL of the concave mirror 113 (the optical axis of the light reflected by the reflection surface 113a). It is an anamorphic reflecting surface in which the curvature of the cross section in Pc is different from each other.

本実施形態の場合、反射面113aのxz平面と平行な断面113Bおよびxy平面と平行な断面113Aの形状は、いずれも放物線である。反射面113aのxz平面と平行な断面113Bにおける放物線の曲率は、反射面113aのxy平面と平行な断面113Aにおける放物線の曲率よりも大きい。光源103は、反射面113aのxz平面と平行な断面113Bにおける放物線の焦点に配置されている。そのため、反射面113aで反射された光の角度分布は、z方向への広がりが小さく、y方向への広がりが大きい。z方向への光の広がりはy方向への光の広がりよりも小さいので、z方向の拡散角はy方向の拡散角よりも小さい。   In the case of the present embodiment, the shapes of the cross-section 113B parallel to the xz plane and the cross-section 113A parallel to the xy plane of the reflecting surface 113a are both parabolas. The curvature of the parabola in the cross section 113B parallel to the xz plane of the reflection surface 113a is larger than the curvature of the parabola in the cross section 113A parallel to the xy plane of the reflection surface 113a. The light source 103 is disposed at the focal point of the parabola in the cross section 113B parallel to the xz plane of the reflection surface 113a. Therefore, the angular distribution of the light reflected by the reflecting surface 113a has a small spread in the z direction and a large spread in the y direction. Since the spread of light in the z direction is smaller than the spread of light in the y direction, the diffusion angle in the z direction is smaller than the diffusion angle in the y direction.

本実施形態の発光素子114においては、複数の光源103を同一パッケージ内にパッケージしている。そのため、部品点数が少なくなり、発光素子114の導光体への取り付けも容易になる。   In the light emitting device 114 of this embodiment, a plurality of light sources 103 are packaged in the same package. Therefore, the number of parts is reduced, and the light emitting element 114 can be easily attached to the light guide.

[第4実施形態]
図8は、第4実施形態のバックライト(調光素子)3を備えた液晶表示装置(表示装置)1の分解斜視図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 8 is an exploded perspective view of a liquid crystal display device (display device) 1 including the backlight (light control element) 3 according to the fourth embodiment.

図8に示すように、液晶表示装置1は、液晶パネル2(表示素子)と、液晶パネル2の背面側に配置されたバックライト3と、を有している。   As shown in FIG. 8, the liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal panel 2 (display element) and a backlight 3 disposed on the back side of the liquid crystal panel 2.

液晶パネル2は、バックライト3から射出された光を利用して表示を行う透過型の液晶パネルである。使用者は、バックライト3の反対側、すなわち、図8における液晶パネル2の上側から表示を視認することができる。液晶パネル2の構成は特に限定されるものではなく、スイッチング用薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor, 以下、TFTと略記する)を画素毎に備えたアクティブマトリクス型液晶パネルであっても良いし、TFTを備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。また、透過型の液晶パネルに限らず、半透過型(透過・反射兼用型)液晶パネルであっても良い。表示モードについても、特に限定されることはなく、VA(Vertical Alignment)モード、TN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)モード、IPS(In-Plane Switching)モード等、種々の表示モードの液晶パネルを用いることができる。   The liquid crystal panel 2 is a transmissive liquid crystal panel that performs display using light emitted from the backlight 3. The user can view the display from the opposite side of the backlight 3, that is, from the upper side of the liquid crystal panel 2 in FIG. The configuration of the liquid crystal panel 2 is not particularly limited, and may be an active matrix liquid crystal panel provided with a switching thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) for each pixel, or provided with a TFT. It may be a simple matrix type liquid crystal panel. In addition, the liquid crystal panel is not limited to a transmissive liquid crystal panel, and may be a transflective liquid crystal panel. The display mode is not particularly limited, and various display modes such as VA (Vertical Alignment) mode, TN (Twisted Nematic) mode, STN (Super Twisted Nematic) mode, and IPS (In-Plane Switching) mode are available. A liquid crystal panel can be used.

バックライト3は、寸法、形状、構成が全て同一の3個のバックライトユニット4から構成されている。3個のバックライトユニット4は、導光体5の長手方向と直交する方向、すなわち、導光体5の3つの光取出領域RA,RB,RCが並ぶ方向と直交する方向(y方向)に互いに隣接して配置されている。したがって、バックライト3は、液晶表示装置1の画面における水平方向および垂直方向に沿って3個ずつ、合計9個の光取出領域RA,RB,RCを有している。   The backlight 3 includes three backlight units 4 having the same dimensions, shape, and configuration. The three backlight units 4 are in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the light guide 5, that is, in a direction (y direction) orthogonal to the direction in which the three light extraction regions RA, RB, RC of the light guide 5 are arranged. It is arranged adjacent to each other. Therefore, the backlight 3 has a total of nine light extraction regions RA, RB, RC, three in each of the horizontal and vertical directions on the screen of the liquid crystal display device 1.

各バックライトユニット4は照明部6と導光体5とから構成されている。照明部6は複数(図8の例では3個)の発光素子7a,7b,7cから構成されている。   Each backlight unit 4 includes an illumination unit 6 and a light guide 5. The illumination unit 6 includes a plurality of (three in the example of FIG. 8) light emitting elements 7a, 7b, and 7c.

発光素子7a,7b,7cは、第1実施形態又は第2実施形態に示した構成の発光素子である。すなわち、発光素子の光射出面から射出される光の光軸に対して垂直な平面内において互いに直交する2つの方向を第1の方向及び第2の方向としたときに、第1の方向と第2の方向の光の拡散角が互いに異なる発光素子である。光の拡散角が大きい方向は、導光体5の主面5aの法線と直交し且つ光の伝播方向と直交する方向(y方向)であり、光の拡散角が小さい方向は、導光体5の主面5aの法線と平行な方向(z方向)である。なお、導光体5の主面5aは、導光体5の内部を伝播した光が液晶パネル2に向けて射出される光射出面である。   The light emitting elements 7a, 7b, and 7c are light emitting elements having the configuration shown in the first embodiment or the second embodiment. That is, when two directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the optical axis of light emitted from the light emitting surface of the light emitting element are defined as the first direction and the second direction, the first direction and The light emitting elements have different diffusion angles of light in the second direction. The direction in which the light diffusion angle is large is a direction (y direction) orthogonal to the normal line of the main surface 5a of the light guide 5 and orthogonal to the light propagation direction, and the direction in which the light diffusion angle is small is the light guide. It is a direction (z direction) parallel to the normal line of the main surface 5a of the body 5. The main surface 5 a of the light guide 5 is a light emission surface from which light propagated through the light guide 5 is emitted toward the liquid crystal panel 2.

導光体5は、例えばアクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂からなる平行平板で構成されている。図8の例では、バックライト3が、導光体が別体とされた3個のバックライトユニット4から構成されているが、合計9個の光取出領域RA,RB,RCを有する導光体が一体の構造であっても良い。この構造であっても、指向性の高い発光素子を用いることで光を射出させる光取出領域RA,RB,RCを選択することが可能である。   The light guide 5 is composed of a parallel plate made of a resin having optical transparency such as acrylic resin. In the example of FIG. 8, the backlight 3 is composed of three backlight units 4 with separate light guides, but has a total of nine light extraction regions RA, RB, RC. The body may have an integral structure. Even with this structure, it is possible to select the light extraction regions RA, RB, and RC for emitting light by using a light emitting element with high directivity.

導光体5の1つの端面に、3個の発光素子7a,7b,7cが光射出側を導光体5側に向けて設置されている。導光体5は、各発光素子7a,7b,7cから射出された光が入射され、その光を内部で全反射させつつ、発光素子7a,7b,7cが設置された端面側から反対側の端面(図8の−x方向から+x方向)に向けて伝播させ、その間に外部空間に取り出す機能を有している。また、3個の発光素子7a,7b,7cは、個々に独立して点灯、消灯が制御でき、さらに射出光量が制御できる構成となっている。これにより、バックライト3は、射出される光の光量を調節可能な調光素子として機能する。   Three light emitting elements 7 a, 7 b, 7 c are installed on one end face of the light guide 5 with the light emission side facing the light guide 5. The light guide 5 receives light emitted from the light emitting elements 7a, 7b, and 7c, totally reflects the light internally, and is opposite to the end face side where the light emitting elements 7a, 7b, and 7c are installed. It has a function of propagating toward the end face (from the −x direction to the + x direction in FIG. 8) and taking it out to the external space. Further, the three light emitting elements 7a, 7b, and 7c can be individually controlled to be turned on / off, and the amount of emitted light can be controlled. Thereby, the backlight 3 functions as a light control element which can adjust the light quantity of the light inject | emitted.

図示を省略したが、バックライト3には、発光素子7a,7b,7cが実装されるプリント配線板、発光素子7a,7b,7cの駆動および制御を担う駆動用ICを含む制御部などが備えられている。発光素子7a,7b,7cとしては、xz平面内において高い指向性を有する発光素子を用いることが好ましく、例えば導光体5内部を光が導光する間の射出光の広がり角に対する強度分布の半値幅(xz平面内における拡散角)が5°程度のものを用いることができる。   Although not shown, the backlight 3 includes a printed wiring board on which the light emitting elements 7a, 7b, and 7c are mounted, a control unit that includes a driving IC for driving and controlling the light emitting elements 7a, 7b, and 7c, and the like. It has been. As the light emitting elements 7a, 7b, and 7c, it is preferable to use light emitting elements having high directivity in the xz plane. For example, the intensity distribution with respect to the spread angle of the emitted light while the light is guided through the light guide 5 is used. Those having a half width (diffusion angle in the xz plane) of about 5 ° can be used.

導光体5の2つの主面のうち、液晶パネル2に対向する側の主面5aには、複数(本実施形態では3つ)の光取出領域RA,RB,RCが導光体5の長手方向(図8のx軸方向)に沿って設けられている。各光取出領域RA,RB,RCには、導光体5の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率体8a,8bおよび導光体5の屈折率と等しい屈折率を有する屈折率体9と、各低屈折率体8a,8bおよび屈折体9から射出された光を散乱させる光散乱体10と、がこの順に積層されている。なお、以下の説明では、便宜上、各光取出領域を、発光素子7a,7b,7cに近い側から遠い側に向けて、第1光取出領域RA、第2光取出領域RB、第3光取出領域RC、と称する。また、光取出領域RA,RB,RCが設けられた導光体5の主面を第1主面5a、第1主面5aの反対側の主面を第2主面5b、発光素子7a,7b,7cが設けられた導光体5の端面を第1端面5c、第1端面5cの反対側の端面を第2端面5d、と称する。   Of the two main surfaces of the light guide 5, a plurality of (three in this embodiment) light extraction regions RA, RB, RC are provided on the main surface 5 a facing the liquid crystal panel 2. It is provided along the longitudinal direction (x-axis direction in FIG. 8). In each of the light extraction regions RA, RB, and RC, low refractive index bodies 8a and 8b having a refractive index lower than that of the light guide 5 and a refractive index body having a refractive index equal to the refractive index of the light guide 5 are provided. 9 and the low-refractive-index bodies 8a and 8b and the light scatterer 10 that scatters the light emitted from the refractor 9 are stacked in this order. In the following description, for the sake of convenience, the respective light extraction regions are directed from the side closer to the light emitting elements 7a, 7b, 7c to the side farther from the first light extraction region RA, the second light extraction region RB, and the third light extraction. This is referred to as region RC. In addition, the main surface of the light guide 5 provided with the light extraction regions RA, RB, RC is the first main surface 5a, the main surface opposite to the first main surface 5a is the second main surface 5b, and the light emitting element 7a, The end surface of the light guide 5 provided with 7b and 7c is referred to as a first end surface 5c, and the end surface opposite to the first end surface 5c is referred to as a second end surface 5d.

低屈折率体8a,8bは、いずれも導光体5の屈折率よりも低い屈折率を有し、屈折率体9は、導光体5の屈折率と等しい屈折率を有している。低屈折率体8a,8bおよび屈折率体9はそれぞれ異なる屈折率を有している。また、低屈折率体8a,8bおよび屈折率体9は、各発光素子7a,7b,7cから射出されて各光取出領域RA,RB,RCに入射される光の伝播方向に沿って(図8の−x方向から+x方向に向けて)、屈折率が相対的に低いものから屈折率が相対的に高いものの順に配列されている。例えば、導光体5の屈折率nWGは、1.5であり、第1光取出領域RAに設けられた第1低屈折率体8aの屈折率nAは1.3であり、第2光取出領域RBに設けられた第2低屈折率体8bの屈折率nBは1.4であり、第3光取出領域RCに設けられた屈折率体9の屈折率nCは1.5である。   The low refractive index bodies 8 a and 8 b both have a refractive index lower than the refractive index of the light guide 5, and the refractive index body 9 has a refractive index equal to the refractive index of the light guide 5. The low refractive index bodies 8a and 8b and the refractive index body 9 have different refractive indexes. Further, the low refractive index bodies 8a and 8b and the refractive index body 9 are arranged along the propagation direction of light emitted from the light emitting elements 7a, 7b and 7c and incident on the light extraction regions RA, RB and RC (FIG. 8 from the −x direction to the + x direction) in the order of relatively low refractive index to relatively high refractive index. For example, the refractive index nWG of the light guide 5 is 1.5, the refractive index nA of the first low refractive index body 8a provided in the first light extraction region RA is 1.3, and the second light extraction The refractive index nB of the second low refractive index body 8b provided in the region RB is 1.4, and the refractive index nC of the refractive index body 9 provided in the third light extraction region RC is 1.5.

屈折率が異なる低屈折率体8a,8bおよび屈折率体9を形成する手法としては、例えば以下の2つの手法を挙げることができる。   As a method of forming the low refractive index bodies 8a and 8b and the refractive index body 9 having different refractive indexes, for example, the following two methods can be cited.

第1の手法は、異なる材料を用いて低屈折率体8a,8bおよび屈折率体9を形成することである。例えば導光体5の材料としてアクリル樹脂を用い、第1低屈折率体8aの材料としてデュポン社製の非晶性フッ素樹脂「AF1600」(登録商標、屈折率:n=1.29〜1.31)、第2低屈折率体8bの材料としてDIC社製の紫外線硬化樹脂「OP40」(登録商標、屈折率:n=1.403)、屈折率体9の材料としてクラレ社製のメタクリル樹脂「パラペット(光学グレード)」(登録商標、屈折率:n=1.49)の各液状体を導光体5上に選択的に塗布し、硬化させることで実現できる。 The first method is to form the low refractive index bodies 8a and 8b and the refractive index body 9 using different materials. For example, an acrylic resin is used as a material of the light guide 5, and an amorphous fluororesin “AF1600” (registered trademark, refractive index: n A = 1.29 to 1) manufactured by DuPont is used as a material of the first low refractive index body 8 a. .31), UV curing resin “OP40” (registered trademark, refractive index: n B = 1.403) manufactured by DIC as the material of the second low refractive index body 8b, and Kuraray Co., Ltd. as the material of the refractive index body 9. Each liquid material of methacrylic resin “parapet (optical grade)” (registered trademark, refractive index: n C = 1.49) is selectively applied onto the light guide 5 and cured.

なお、屈折率体9は導光体5と等しい屈折率を有しているため、導光体5上に必ずしも屈折率体9を形成する必要はない。例えば、導光体5上に光散乱体10が配置されているだけでもよい。   Since the refractive index body 9 has the same refractive index as that of the light guide 5, it is not always necessary to form the refractive index body 9 on the light guide 5. For example, the light scatterer 10 may be merely disposed on the light guide 5.

第2の手法は、所定の基材中に低屈折率材料を含有させた材料を用い、低屈折率材料の濃度を異ならせて屈折率を調整することである。例えば、上記の屈折率体9の材料として用いたクラレ社製のメタクリル樹脂「パラペット(光学グレード)」(登録商標、屈折率:n=1.49)中に、Ardrich社製のメゾポーラスシリカナノパウダー(登録商標、屈折率:1.27)、もしくはJason Wells社製のエアロゲル(登録商標、屈折率:1.27)等の低屈折率材料を含有させ、これら低屈折率材料の濃度を異ならせた2種類の液状体を作製する。そして、各液状体を導光体5上に選択的に塗布し、硬化させることで実現できる。 The second technique is to use a material containing a low refractive index material in a predetermined substrate and adjust the refractive index by varying the concentration of the low refractive index material. For example, in the methacrylic resin “Parapet (Optical Grade)” (registered trademark, refractive index: n C = 1.49) manufactured by Kuraray Co., Ltd. used as the material of the refractive index body 9, the mesoporous silica nanometer manufactured by Ardrich is used. Low refractive index materials such as powder (registered trademark, refractive index: 1.27) or airgel (registered trademark, refractive index: 1.27) manufactured by Jason Wells are included, and the concentration of these low refractive index materials is different. Two types of liquids are prepared. Each liquid material can be selectively applied on the light guide 5 and cured.

低屈折率体8a,8bおよび屈折率体9上には光散乱体10が積層されている。光散乱体10は、低屈折率体8a,8bおよび屈折率体9から入射された光を散乱させてバックライト3の外部空間に取り出す機能を有している。具体的には、光散乱体10としては、ベースフィルム上に散乱ビーズ等がコーティングされた市販の光散乱フィルムを使用することができ、低屈折率体8a,8bおよび屈折率体9上に光散乱フィルムを貼付することで光散乱体10を形成することができる。本実施形態の光散乱体10としては、光散乱能の高い光散乱フィルムを用いることが望ましい。   A light scatterer 10 is laminated on the low refractive index bodies 8 a and 8 b and the refractive index body 9. The light scatterer 10 has a function of scattering the light incident from the low refractive index bodies 8 a and 8 b and the refractive index body 9 and extracting the light to the external space of the backlight 3. Specifically, as the light scatterer 10, a commercially available light scattering film in which scattering beads or the like are coated on the base film can be used, and the light is scattered on the low refractive index bodies 8 a and 8 b and the refractive index body 9. The light scatterer 10 can be formed by sticking a scattering film. As the light scatterer 10 of this embodiment, it is desirable to use a light scattering film with high light scattering ability.

各バックライトユニット4において、導光体5の第1端面5cは導光体5の短手方向(図8のy方向)において3つに分割され、第1主面5aに対する角度が互いに異なる3つの傾斜面11a,11b,11cとなっている。これらの傾斜面11a,11b,11cは、例えば第1主面5aと端面とのなす角度が直角となった導光体を用意しておき、その端面を、3つに分割した領域毎に第1主面5aに対して異なる角度をなすように斜めに研削する等の方法で形成できる。そして、各傾斜面11a,11b,11cの略中央に、発光素子7a,7b,7cが1個ずつ光学接着剤を介して固定されている。したがって、第1端面5cの全体では、3個の発光素子7a,7b,7cが導光体5の短手方向に並べられている。   In each backlight unit 4, the first end surface 5 c of the light guide 5 is divided into three in the short direction of the light guide 5 (y direction in FIG. 8), and the angles with respect to the first main surface 5 a are different from each other 3. Two inclined surfaces 11a, 11b, and 11c are formed. For these inclined surfaces 11a, 11b, and 11c, for example, a light guide whose angle between the first main surface 5a and the end surface is a right angle is prepared, and the end surface is divided into three regions divided into three regions. It can be formed by a method such as grinding at an angle so as to form a different angle with respect to one principal surface 5a. And one light emitting element 7a, 7b, 7c is being fixed to the approximate center of each inclined surface 11a, 11b, 11c via the optical adhesive agent one by one. Therefore, three light emitting elements 7 a, 7 b, 7 c are arranged in the short direction of the light guide 5 over the entire first end face 5 c.

なお、以下の説明では、便宜上、第1端面5cの3つの傾斜面11a,11b,11cのうち、第1主面5aに対する角度が最も小さい傾斜面(図8の右側)を第1光入射面11a、第1主面5aに対する角度が次に小さい傾斜面(図8の中央)を第2光入射面11b、第1主面5aに対する角度が最も大きい傾斜面(図8の左側)を第3光入射面11c、と称する。また、第1光入射面11aに設けられた発光素子を第1発光素子7a、第2光入射面11bに設けられた発光素子を第2発光素子7b、第3光入射面11cに設けられた発光素子を第3発光素子7c、と称する。   In the following description, for convenience, among the three inclined surfaces 11a, 11b, and 11c of the first end surface 5c, the inclined surface (right side in FIG. 8) having the smallest angle with respect to the first main surface 5a is defined as the first light incident surface. 11a, the inclined surface (center of FIG. 8) having the next smallest angle with respect to the first main surface 5a is the second light incident surface 11b, and the inclined surface (left side of FIG. 8) having the largest angle with respect to the first main surface 5a is third. This is referred to as a light incident surface 11c. Further, the light emitting element provided on the first light incident surface 11a is provided on the first light emitting element 7a, and the light emitting element provided on the second light incident surface 11b is provided on the second light emitting element 7b and the third light incident surface 11c. The light emitting element is referred to as a third light emitting element 7c.

図9(A)は図8のA−A’線に沿う断面図、図9(B)は図8のB−B’線に沿う断面図、図9(C)は図8のC−C’線に沿う断面図である。   9A is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. 8, FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. 8, and FIG. 9C is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. It is sectional drawing which follows a line.

本実施形態の場合、第1光入射面11aと第1主面5aとのなす角度βは55°、第2光入射面11bと第1主面5aとのなす角度βは65°、第3光入射面11cと第1主面5aとのなす角度βは75°に設定されている。各発光素子7a,7b,7cは各光入射面11a,11b,11cに対して垂直に光La,Lb,Lcが入射するように固定されており、各発光素子7a,7b,7cから射出された光La,Lb,Lcは、導光体5の第1主面5aと第2主面5bとの間で全反射を繰り返しつつ、第1端面5c側から第2端面5d側に向けて伝播される。 In the case of the present embodiment, the angle β A formed by the first light incident surface 11a and the first main surface 5a is 55 °, the angle β B formed by the second light incident surface 11b and the first main surface 5a is 65 °, The angle β C formed by the third light incident surface 11c and the first main surface 5a is set to 75 °. The light emitting elements 7a, 7b, and 7c are fixed so that the light La, Lb, and Lc enter perpendicularly to the light incident surfaces 11a, 11b, and 11c, and are emitted from the light emitting elements 7a, 7b, and 7c. The light La, Lb, and Lc propagates from the first end surface 5c side to the second end surface 5d side while repeating total reflection between the first main surface 5a and the second main surface 5b of the light guide 5. Is done.

ここで、導光体5の厚さ方向の中心を通る仮想水平面に対する光軸のなす角度を伝播角度φと定義すると、第1発光素子7aからの光Laの伝播角度φは35°、第2発光素子7bからの光Lbの伝播角度φは25°、第3発光素子7cからの光Lcの伝播角度φは15°である。よって、各光La,Lb,Lcは、第1端面5c側から第2端面5d側に向けて伝播される間、第1光取出領域RA、第2光取出領域RB、第3光取出領域RCの順に、各光取出領域RA,RB,RCに入射する。 Here, if the angle formed by the optical axis with respect to the virtual horizontal plane passing through the center of the light guide 5 in the thickness direction is defined as the propagation angle φ, the propagation angle φ A of the light La from the first light emitting element 7a is 35 °, 2 propagation angle phi B light Lb from the light emitting element 7b is 25 °, the propagation angle phi C of the light Lc from the third light-emitting element 7c is 15 °. Therefore, while each light La, Lb, Lc is propagated from the first end face 5c side toward the second end face 5d side, the first light extraction area RA, the second light extraction area RB, and the third light extraction area RC. In this order, the light enters the light extraction areas RA, RB, RC.

なお、図9(A)ないし図9(C)では、図面を見やすくするため、導光体5の長手方向の寸法(x方向の寸法)に対して厚み(z方向の寸法)を十分大きく描いており、各発光素子7a,7b,7cから射出される光の中心軸のみを描いているため、光が各光取出領域RA,RB,RCに必ずしも入射しない場合もあるように思えるが、実際には導光体5の長手方向の寸法に対して厚みが十分に小さく、各発光素子7a,7b,7cからの光La,Lb,Lcは有限の光束径を有しているため、光La,Lb,Lcは各光取出領域RA,RB,RCに確実に入射する。   9A to 9C, the thickness (dimension in the z direction) is drawn sufficiently larger than the longitudinal dimension (dimension in the x direction) of the light guide 5 in order to make the drawings easy to see. Since only the central axis of the light emitted from each light emitting element 7a, 7b, 7c is drawn, it seems that light may not necessarily enter each light extraction area RA, RB, RC. Since the thickness of the light guide 5 is sufficiently small relative to the longitudinal dimension of the light guide 5 and the light La, Lb, Lc from the light emitting elements 7a, 7b, 7c has a finite light beam diameter, the light La , Lb, Lc are reliably incident on the light extraction regions RA, RB, RC.

すなわち、本実施形態の照明部6は、3個の発光素子7a,7b,7cを備えており、各発光素子7a,7b,7cからの光La,Lb,Lcを、各光取出領域RA,RB,RCから光La,Lb,Lcを取り出し可能な入射角を含む入射角で各光取出領域RA,RB,RCに入射させる。また、照明部6は、1つの光取出領域RA,RB,RCに対して3種類の異なる入射角θ(θ=55°、θ=65°、θ=75°)で入射させるように、いずれの発光素子7a,7b,7cを点灯させるかを切り換えることにより、導光体5の内部における光の伝播角度φ(φ=35°、φ=25°、φ=15°)を切り換える機能を有している。 That is, the illuminating unit 6 of the present embodiment includes three light emitting elements 7a, 7b, and 7c. Lights La, Lb, and Lc from the light emitting elements 7a, 7b, and 7c are converted into the light extraction regions RA, Lights La, Lb, and Lc are extracted from RB and RC and are incident on the light extraction regions RA, RB, and RC at an incident angle including an incident angle at which the light can be extracted. In addition, the illumination unit 6 is incident on one light extraction area RA, RB, RC at three different incident angles θ (θ A = 55 °, θ B = 65 °, θ C = 75 °). Then, by switching which light emitting element 7a, 7b, 7c is lit, the light propagation angle φ (φ A = 35 °, φ B = 25 °, φ C = 15 ° inside the light guide 5 ) Switching function.

ここで、各発光素子7a,7b,7cからの光La,Lb,Lcが、各光取出領域RA,RB,RCにおける導光体5と各低屈折率体8a,8bおよび屈折率体9との界面に入射する際の臨界角を考慮する。   Here, the light La, Lb, and Lc from each light emitting element 7a, 7b, and 7c are the light guide 5 in each light extraction area | region RA, RB, RC, each low refractive index body 8a, 8b, and the refractive index body 9, Consider the critical angle when entering the interface.

第1光取出領域RAでの導光体5と第1低屈折率体との界面は、屈折率nWG=1.5の導光体と屈折率n=1.3の第1低屈折率体8aとの界面となるので、Snellの法則より、臨界角γは60.1°となる。したがって、第1光取出領域RAでは、入射角が60.1°未満で入射した光は界面を透過し、入射角が60.1°以上で入射した光は界面で全反射する。同様に、第2光取出領域RBでの導光体5と第2低屈折率体8bとの界面は、屈折率nWG=1.5の導光体5と屈折率n=1.4の第2低屈折率体8bとの界面となるので、臨界角γは69.0°となる。したがって、第2光取出領域RBでは、入射角が69.0°未満で入射した光は界面を透過し、入射角が69.0°以上で入射した光は界面で全反射する。これに対して、第3光取出領域RCでの導光体5と屈折率体9との界面は、屈折率nWG=1.5の導光体と屈折率n=1.5の屈折率体9との界面となるので、全ての入射角において光は界面を透過する。 The interface between the light guide 5 and the first low refractive index body in the first light extraction region RA is the first low refraction with the refractive index n WG = 1.5 and the refractive index n A = 1.3. Since it becomes an interface with the rate body 8a, the critical angle γ A is 60.1 ° according to Snell's law. Therefore, in the first light extraction region RA, light incident at an incident angle of less than 60.1 ° is transmitted through the interface, and light incident at an incident angle of 60.1 ° or more is totally reflected at the interface. Similarly, the interface between the light guide 5 and the second low refractive index body 8b in the second light extraction region RB is the light guide 5 having a refractive index n WG = 1.5 and a refractive index n B = 1.4. Therefore, the critical angle γ B is 69.0 °. Therefore, in the second light extraction region RB, light incident at an incident angle of less than 69.0 ° is transmitted through the interface, and light incident at an incident angle of 69.0 ° or greater is totally reflected at the interface. On the other hand, the interface between the light guide 5 and the refractive index body 9 in the third light extraction region RC is a refraction having a refractive index n WG = 1.5 and a refractive index n C = 1.5. Since it becomes an interface with the index body 9, light passes through the interface at all incident angles.

すなわち、第1光取出領域RA、第2光取出領域RB、第3光取出領域RCを単独で見た場合には、第1光取出領域RAで光を外部に取り出し可能な入射角範囲は60.1°未満、第2光取出領域RBで光を外部に取り出し可能な入射角範囲は69.0°未満、第3光取出領域RCで光を外部に取り出し可能な入射角範囲は全ての角度範囲となる。   That is, when the first light extraction area RA, the second light extraction area RB, and the third light extraction area RC are viewed independently, the incident angle range in which light can be extracted outside in the first light extraction area RA is 60. Less than 1 °, the incident angle range in which light can be extracted outside in the second light extraction region RB is less than 69.0 °, and the incident angle range in which light can be extracted outside in the third light extraction region RC is all angles. It becomes a range.

このように、本実施形態の3つの光取出領域RA,RB,RCに設けられた2つの低屈折率体8a,8bおよび屈折率体9は、光取出領域RA,RB,RCに入射される光の伝播方向に沿って、屈折率が相対的に低いものから屈折率が相対的に高いものの順に配列されている。このような屈折率の違いに基づき、3つの光取出領域RA,RB,RCは、光を外部に取り出し可能な入射角範囲が異なっている。さらに、3つの光取出領域RA,RB,RCは、入射される光の伝播方向に沿って、取り出し可能な入射角範囲が相対的に狭い光取出領域から取り出し可能な入射角範囲が相対的に広い光取出領域(第1光取出領域RAでの取出可能な入射角範囲は60.1°未満、第2光取出領域RBでの取出可能な入射角範囲は69.0°未満、第3光取出領域RCでの取出可能な入射角範囲は全角度範囲)の順に配列されている。   As described above, the two low refractive index bodies 8a and 8b and the refractive index body 9 provided in the three light extraction regions RA, RB, and RC of the present embodiment are incident on the light extraction regions RA, RB, and RC. Along the light propagation direction, the light is arranged in the order of relatively low refractive index to relatively high refractive index. Based on such a difference in refractive index, the three light extraction regions RA, RB, and RC have different incident angle ranges in which light can be extracted to the outside. Further, the three light extraction areas RA, RB, and RC have a relatively narrow incident angle range that can be extracted from a light extraction area that has a relatively narrow incident angle range along the propagation direction of incident light. Wide light extraction region (incident angle range that can be extracted in the first light extraction region RA is less than 60.1 °, incident angle range that can be extracted in the second light extraction region RB is less than 69.0 °, third light The range of incident angles that can be extracted in the extraction region RC is arranged in the order of all angle ranges).

このとき、図9(A)に示すように、第1光入射面11aに固定された第1発光素子7aを点灯させたとすると、第1光入射面11aと第1主面5aとのなす角度βが55°であり、第1発光素子7aからの光Laは第1光入射面11aに対して垂直に入射するため、第1発光素子7aからの光Laの第1主面5aに対する入射角θは55°となる。また、本実施形態の導光体5は平行平板で構成されているため、第1発光素子7aからの光Laが何回全反射を繰り返しても、第1主面5aに対する入射角θは常に55°である。第1発光素子7aからの光Laが第1光取出領域RAに到達し、導光体5と第1低屈折率体8aとの界面に対して入射角θ=55°で入射すると、ここでの臨界角γは60.1°であるから、光Laは導光体5と第1低屈折率体8aとの界面を透過して第1低屈折率体8aに入射され、その後、光散乱体10で散乱して外部に取り出される。このようにして、第1発光素子7aから射出された光Laの略全量を第1光取出領域RAから取り出すことができる。 At this time, as shown in FIG. 9A, assuming that the first light emitting element 7a fixed to the first light incident surface 11a is turned on, the angle formed by the first light incident surface 11a and the first main surface 5a. Since β A is 55 ° and the light La from the first light emitting element 7a is perpendicularly incident on the first light incident surface 11a, the light La from the first light emitting element 7a is incident on the first main surface 5a. The angle θ A is 55 °. In addition, since the light guide 5 of the present embodiment is configured by parallel plates, the incident angle θ A with respect to the first major surface 5a is no matter how many times the light La from the first light emitting element 7a repeats total reflection. Always 55 °. When the light La from the first light emitting element 7a reaches the first light extraction region RA and enters the interface between the light guide 5 and the first low refractive index body 8a at an incident angle θ A = 55 °, Since the critical angle γ A at 6 is 60.1 °, the light La passes through the interface between the light guide 5 and the first low refractive index body 8a and is incident on the first low refractive index body 8a. It is scattered by the light scatterer 10 and taken out to the outside. In this way, substantially the entire amount of the light La emitted from the first light emitting element 7a can be extracted from the first light extraction region RA.

次に、図9(B)に示すように、第1発光素子7aを消灯させ、第2光入射面11bに固定された第2発光素子7bを点灯させたとすると、第2光入射面11bと第1主面5aとのなす角度βが65°であり、第2発光素子7bからの光Lbは第2光入射面11bに対して垂直に入射するため、第2発光素子7bからの光Lbの第1主面5aに対する入射角θは65°となる。第2発光素子7bからの光Lbが第1光取出領域RAに到達し、導光体5と第1低屈折率体8aとの界面に対して入射角θ=65°で入射すると、ここでの臨界角γは60.1°であるから、光Lbは導光体5と第1低屈折率体8aとの界面を透過できず、全反射する。次に、第2発光素子7bからの光Lbが第2光取出領域RBに到達し、導光体5と第2低屈折率体8bとの界面に対して入射角θ=65°で入射すると、ここでの臨界角γは69.0°であるから、光Lbは導光体5と第2低屈折率体8bとの界面を透過して第2低屈折率体8bに入射され、その後、光散乱体10から外部に取り出される。このようにして、第2発光素子7bから射出された光Lbの略全量を第2光取出領域RBから取り出すことができる。 Next, as shown in FIG. 9B, when the first light emitting element 7a is turned off and the second light emitting element 7b fixed to the second light incident surface 11b is turned on, the second light incident surface 11b The angle β B formed with the first main surface 5a is 65 °, and the light Lb from the second light emitting element 7b is perpendicularly incident on the second light incident surface 11b, and therefore the light from the second light emitting element 7b. The incident angle θ B of Lb with respect to the first major surface 5a is 65 °. When the light Lb from the second light emitting element 7b reaches the first light extraction region RA and enters the interface between the light guide 5 and the first low refractive index body 8a at an incident angle θ B = 65 °, since the critical angle gamma a is 60.1 ° in the light Lb can not transmit the interface of the light guide 5 and the first low refractive index member 8a, totally reflected. Next, the light Lb from the second light emitting element 7b reaches the second light extraction region RB, and is incident at an incident angle θ B = 65 ° with respect to the interface between the light guide 5 and the second low refractive index body 8b. Then, since the critical angle γ B here is 69.0 °, the light Lb passes through the interface between the light guide 5 and the second low refractive index body 8b and is incident on the second low refractive index body 8b. Then, it is taken out from the light scatterer 10 to the outside. In this way, substantially the entire amount of the light Lb emitted from the second light emitting element 7b can be extracted from the second light extraction region RB.

仮に第1発光素子7aから射出された光Laが第2光取出領域RBに入射したとすると、この場合も入射角が臨界角よりも小さいという条件を満たすため、この光Laを第2光取出領域RBから取り出すことができる。しかしながら、第1発光素子7aから射出された光Laは第2光取出領域RBに到達する前に第1光取出領域RAで略全量が取り出されてしまうため、ほとんど第2光取出領域RBに到達することがない。したがって、実際には第1発光素子7aから射出された光Laが第2光取出領域RBから取り出されることはなく、第2発光素子7bから射出された光Lbが第2光取出領域RBから取り出されることになる。本実施形態のバックライト3は、このような原理に基づいて所定の発光素子から射出された光を所定の光取出領域のみから取り出すことができる。   If the light La emitted from the first light emitting element 7a is incident on the second light extraction region RB, this condition also satisfies the condition that the incident angle is smaller than the critical angle. It can be taken out from the region RB. However, almost all of the light La emitted from the first light emitting element 7a is extracted in the first light extraction area RA before reaching the second light extraction area RB, and thus almost reaches the second light extraction area RB. There is nothing to do. Therefore, actually, the light La emitted from the first light emitting element 7a is not extracted from the second light extraction region RB, and the light Lb emitted from the second light emitting element 7b is extracted from the second light extraction region RB. Will be. Based on such a principle, the backlight 3 of the present embodiment can extract light emitted from a predetermined light emitting element only from a predetermined light extraction region.

次に、図9(C)に示すように、第2発光素子7bを消灯させ、第3光入射面11cに固定された第3発光素子7cを点灯させたとすると、第3光入射面11cと第1主面5aとのなす角度βが75°であり、第3発光素子7cからの光Lcは第2光入射面11cに対して垂直に入射するため、第3発光素子7cからの光Lcの第1主面5aに対する入射角θは75°となる。第2発光素子7cからの光Lcが第1光取出領域RAもしくは第2光取出領域RBに到達し、導光体5と第1低屈折率体8aもしくは第2低屈折率体8bとの界面に対して入射角θ=75°で入射すると、この入射角θは臨界角γおよび臨界角γよりも大きいため、光Lcは各界面を透過できず、全反射する。その後、第3発光素子7cからの光Lcが第3光取出領域RCに到達すると、光Lcは導光体5と屈折率体9との界面を透過して屈折率体9に入射され、その後、光散乱体10から外部に取り出される。このようにして、第3発光素子7cから射出された光Lcの略全量を第3光取出領域RCから取り出すことができる。 Next, as shown in FIG. 9C, when the second light emitting element 7b is turned off and the third light emitting element 7c fixed to the third light incident surface 11c is turned on, the third light incident surface 11c The angle β C formed with the first main surface 5a is 75 °, and the light Lc from the third light emitting element 7c is perpendicularly incident on the second light incident surface 11c. Therefore, the light from the third light emitting element 7c The incident angle θ C of Lc with respect to the first major surface 5a is 75 °. The light Lc from the second light emitting element 7c reaches the first light extraction area RA or the second light extraction area RB, and the interface between the light guide 5 and the first low refractive index body 8a or the second low refractive index body 8b. Is incident at an incident angle θ C = 75 °, the incident angle θ C is larger than the critical angle γ A and the critical angle γ B , so that the light Lc cannot be transmitted through each interface and is totally reflected. Thereafter, when the light Lc from the third light emitting element 7c reaches the third light extraction region RC, the light Lc passes through the interface between the light guide 5 and the refractive index body 9 and is incident on the refractive index body 9, and thereafter , Extracted from the light scatterer 10 to the outside. In this way, substantially the entire amount of the light Lc emitted from the third light emitting element 7c can be extracted from the third light extraction region RC.

図10(a)ないし図10(c)は、第1発光素子7a、第2発光素子7bおよび第3発光素子7cのy方向の光の拡散角DA,DB,DCを示す図である。   FIG. 10A to FIG. 10C are diagrams showing light diffusion angles DA, DB, and DC in the y direction of the first light emitting element 7a, the second light emitting element 7b, and the third light emitting element 7c.

第1発光素子7a、第2発光素子7bおよび第3発光素子7cのy方向の光の拡散角DA,DB,DC(y方向への光の広がり)は互いに異なる。第1端面5cに近い光取出領域から光が取り出される発光素子ほどy方向の光の拡散角は大きい。   The first light emitting element 7a, the second light emitting element 7b, and the third light emitting element 7c have different y-direction light diffusion angles DA, DB, and DC (light spread in the y direction). The light diffusion element in which light is extracted from the light extraction region close to the first end face 5c has a larger light diffusion angle in the y direction.

図10の例では、第1端面5cに最も近い第1光取出領域RAから光が取り出される第1発光素子7aのy方向の光の拡散角DAは最も大きい。第1光取出領域RAの次に第1端面5cに近い第2光取出領域RBから光が取り出される第2発光素子7bのy方向の光の拡散角DBはその次に大きい。第1端面5cから最も遠い第3光取出領域RCから光が取り出される第3発光素子7cのy方向の光の拡散角DCは最も小さい。   In the example of FIG. 10, the light diffusion angle DA in the y direction of the first light emitting element 7a from which light is extracted from the first light extraction region RA closest to the first end face 5c is the largest. The second light emitting element 7b from which light is extracted from the second light extraction region RB next to the first end surface 5c next to the first light extraction region RA has the second largest light diffusion angle DB in the y direction. The light diffusion angle DC in the y direction of the third light emitting element 7c from which light is extracted from the third light extraction region RC farthest from the first end face 5c is the smallest.

第1端面5cから第1光取出領域RAまでの距離をLA、第1端面5cから第2光取出領域RBまでの距離をLB、第1端面5cから第3光取出領域RCまでの距離をLC、導光体5のy方向の幅をW、第1発光素子7aのy方向の光の拡散角をDA、第2発光素子7bのy方向の光の拡散角をDB、第3発光素子7cのy方向の光の拡散角をDCとすると、拡散角DA,DB,DCは、以下の式を満たす。   The distance from the first end face 5c to the first light extraction area RA is LA, the distance from the first end face 5c to the second light extraction area RB is LB, and the distance from the first end face 5c to the third light extraction area RC is LC. , The width of the light guide 5 in the y direction is W, the diffusion angle of light in the y direction of the first light emitting element 7a is DA, the diffusion angle of light in the y direction of the second light emitting element 7b is DB, and the third light emitting element 7c. If the diffusion angle of light in the y direction is DC, the diffusion angles DA, DB, DC satisfy the following equations.

Figure 2014150082
Figure 2014150082

図10(a)に示すように、第1発光素子7aから射出された光は、y方向に広がりながら導光体5の内部をx方向に伝播する。第1発光素子7aから射出された光は、第1光取出領域RAに到達した時点で、+y方向および−y方向にW/2以上離れた位置まで広がる。そのため、隣接する第1発光素子7aから射出された光同士が重なり、第1光取出領域RA全体で均一な光量が得られる。   As shown in FIG. 10A, the light emitted from the first light emitting element 7a propagates in the x direction inside the light guide 5 while spreading in the y direction. When the light emitted from the first light emitting element 7a reaches the first light extraction region RA, the light spreads to a position separated by W / 2 or more in the + y direction and the −y direction. Therefore, the lights emitted from the adjacent first light emitting elements 7a overlap with each other, and a uniform amount of light can be obtained in the entire first light extraction region RA.

図10(b)に示すように、第2発光素子7bから射出された光は、y方向に広がりながら導光体5の内部をx方向に伝播する。第2発光素子7bから射出された光は、第2光取出領域RBに到達した時点で、y方向にW/2以上離れた位置まで広がる。そのため、隣接する第2発光素子7bから射出された光同士が重なり、第2光取出領域RB全体で均一な光量が得られる。   As shown in FIG. 10B, the light emitted from the second light emitting element 7b propagates in the x direction inside the light guide 5 while spreading in the y direction. The light emitted from the second light emitting element 7b spreads to a position separated by W / 2 or more in the y direction when it reaches the second light extraction region RB. Therefore, the lights emitted from the adjacent second light emitting elements 7b overlap with each other, and a uniform amount of light can be obtained in the entire second light extraction region RB.

図10(c)に示すように、第3発光素子7cから射出された光は、y方向に広がりながら導光体5の内部をx方向に伝播する。第3発光素子7cから射出された光は、第3光取出領域RCに到達した時点で、+y方向および−y方向にW/2以上離れた位置まで広がる。そのため、隣接する第3発光素子7cから射出された光同士が重なり、第3光取出領域RC全体で均一な光量が得られる。   As shown in FIG. 10C, the light emitted from the third light emitting element 7c propagates in the x direction inside the light guide 5 while spreading in the y direction. When the light emitted from the third light emitting element 7c reaches the third light extraction region RC, the light spreads to a position separated by W / 2 or more in the + y direction and the −y direction. Therefore, the lights emitted from the adjacent third light emitting elements 7c overlap each other, and a uniform amount of light can be obtained in the entire third light extraction region RC.

本実施形態のバックライト3によれば、各バックライトユニット4の3個の発光素子7a,7b,7cのうちのいずれの発光素子を点灯させるかによって、3つの光取出領域RA,RB,RCのうちのいずれの光取出領域から光を取り出すか、すなわち、いずれの光取出領域RA,RB,RCを発光させるかを適宜選択することができる。また、各発光素子7a,7b,7cから射出される光の量を制御することにより、選択された光取出領域RA,RB,RCから取り出す光の量、すなわち、選択された光取出領域の明るさを調整することができる。   According to the backlight 3 of the present embodiment, the three light extraction regions RA, RB, RC depend on which one of the three light emitting elements 7a, 7b, 7c of each backlight unit 4 is turned on. It is possible to select as appropriate from which light extraction region of the light extraction region, that is, which light extraction region RA, RB, RC emits light. Further, by controlling the amount of light emitted from each light emitting element 7a, 7b, 7c, the amount of light extracted from the selected light extraction regions RA, RB, RC, that is, the brightness of the selected light extraction region. Can be adjusted.

本実施形態のバックライト3は、点灯させる発光素子7a,7b,7cを切り替えるだけで各光取出領域RA,RB,RCから光を射出するか否かを制御できる。そのため、照明部6から射出された光を導光体5から効率良く取り出すことで、光量が十分に得られ、コントラストの高いバックライトを実現できる。さらに、構造が簡単で薄型化が図れ、安価なバックライト3を実現できる。また、上記のバックライト3を用いることで、明るく、コントラストの高い表示が可能な液晶表示装置1を実現できる。   The backlight 3 of this embodiment can control whether or not light is emitted from each of the light extraction regions RA, RB, and RC simply by switching the light emitting elements 7a, 7b, and 7c to be turned on. Therefore, by efficiently taking out the light emitted from the illumination unit 6 from the light guide 5, a sufficient amount of light can be obtained and a backlight with high contrast can be realized. Furthermore, the structure can be simplified, the thickness can be reduced, and the inexpensive backlight 3 can be realized. In addition, by using the backlight 3 described above, it is possible to realize the liquid crystal display device 1 that can display brightly and with high contrast.

[表示装置の構成例]
以下、表示装置の一構成例について、図11〜図13を用いて説明する。
図11は、表示装置の一構成例である液晶表示装置の概略構成を示す分解斜視図である。図12(A)、(B)、図13(A)、(B)は、液晶表示装置におけるバックライトの配置例を示す図である。
[Configuration example of display device]
Hereinafter, one configuration example of the display device will be described with reference to FIGS.
FIG. 11 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a liquid crystal display device which is a configuration example of the display device. 12A, 12B, 13A, and 13B are diagrams illustrating examples of backlight arrangement in a liquid crystal display device.

図11に示すように、本構成例の液晶表示装置121は、下側ケース122と、反射板123と、バックライト3(調光素子)と、拡散板124と、液晶パネル2(表示素子)と、上側ケース125と、を備えている。すなわち、反射板123とバックライト3と拡散板124と液晶パネル2との積層体が、下側ケース122および上側ケース125の内部に収容されている。バックライト3の液晶パネル2と反対側に反射板123を配置したことにより、バックライト3から液晶パネル2と反対側に漏れ出た光を反射させて表示に寄与させることができる。また、バックライト3と液晶パネル2との間に拡散板124を配置したことにより、バックライト3の輝度ムラを軽減することができる。ただし、反射板123や拡散板124は必ずしも用いなくても良い。   As shown in FIG. 11, the liquid crystal display device 121 of this configuration example includes a lower case 122, a reflection plate 123, a backlight 3 (light control element), a diffusion plate 124, and a liquid crystal panel 2 (display element). And an upper case 125. That is, a laminated body of the reflecting plate 123, the backlight 3, the diffusion plate 124, and the liquid crystal panel 2 is accommodated in the lower case 122 and the upper case 125. By disposing the reflector 123 on the opposite side of the backlight 3 from the liquid crystal panel 2, light leaking from the backlight 3 to the opposite side of the liquid crystal panel 2 can be reflected and contributed to display. Further, by disposing the diffusion plate 124 between the backlight 3 and the liquid crystal panel 2, luminance unevenness of the backlight 3 can be reduced. However, the reflecting plate 123 and the diffusing plate 124 are not necessarily used.

図12(A)に示すように、液晶表示装置121の画面内において、各光取出領域RA,RB,RCが画面の垂直方向に並ぶように、複数のバックライト3を配置する構成を採用することができる。もしくは、図12(B)に示すように、液晶表示装置127の画面内において、各光取出領域RA,RB,RCが画面の水平方向に並ぶように、複数のバックライト3を配置する構成を採用することができる。   As shown in FIG. 12A, a configuration is adopted in which a plurality of backlights 3 are arranged so that the light extraction areas RA, RB, RC are arranged in the vertical direction of the screen in the screen of the liquid crystal display device 121. be able to. Alternatively, as shown in FIG. 12B, in the screen of the liquid crystal display device 127, a configuration in which a plurality of backlights 3 are arranged so that the light extraction areas RA, RB, RC are arranged in the horizontal direction of the screen. Can be adopted.

もしくは、図13(A)、(B)に示すように、長手方向の一部にのみ光取出領域RA,RB,RCが設けられ、その他の部分は光が導光する領域となった細長い棒状の導光体135を複数本(本例では3本)組み合わせたバックライト137を用いても良い。複数本の導光体135は光取出領域RA,RB,RCが設けられた領域が長手方向にずれている。そのため、複数本の導光体135を組み合わせたときに、導光体135の長手方向にわたって光取出領域RA,RB,RCが並ぶような形態となる。   Alternatively, as shown in FIGS. 13A and 13B, light extraction regions RA, RB, RC are provided only in a part in the longitudinal direction, and the other parts are elongated rods that are regions where light is guided. A backlight 137 in which a plurality of light guides 135 (three in this example) are combined may be used. In the plurality of light guides 135, regions where the light extraction regions RA, RB, RC are provided are shifted in the longitudinal direction. Therefore, when a plurality of light guides 135 are combined, the light extraction regions RA, RB, and RC are arranged along the longitudinal direction of the light guide 135.

例えば、図13(A)に示すように、液晶表示装置131の画面内において、各光取出領域RA,RB,RCが画面の垂直方向に並ぶように、複数のバックライト137を配置する構成としても良い。もしくは、図13(B)に示すように、液晶表示装置133の画面内において、各光取出領域RA,RB,RCが画面の水平方向に並ぶように、複数のバックライト137を配置する構成としても良い。   For example, as shown in FIG. 13A, in the screen of the liquid crystal display device 131, a plurality of backlights 137 are arranged so that the light extraction areas RA, RB, RC are aligned in the vertical direction of the screen. Also good. Alternatively, as shown in FIG. 13B, in the screen of the liquid crystal display device 133, a plurality of backlights 137 are arranged so that the light extraction areas RA, RB, RC are aligned in the horizontal direction of the screen. Also good.

[照明装置の構成例]
以下、照明装置の2つの構成例について、図14、図15を用いて説明する。
図14は、第1の構成例である照明装置の断面図である。図15(A)、(B)は、第2の構成例である照明装置を示す図であって、図15(A)は平面図、図15(B)は図15(A)のA−A’線に沿う断面図、である。
[Configuration example of lighting device]
Hereinafter, two configuration examples of the lighting device will be described with reference to FIGS. 14 and 15.
FIG. 14 is a cross-sectional view of the illumination device that is the first configuration example. FIGS. 15A and 15B are diagrams illustrating a lighting device which is a second configuration example, in which FIG. 15A is a plan view and FIG. 15B is an A- in FIG. 15A. It is sectional drawing which follows an A 'line.

例えば図14に示す照明装置201では、導光体5の第1主面5a側に屈折率が1.3の第1低屈折率体8aが形成され、第2主面5a側に屈折率が1.4の第2低屈折率体8bが形成されている。また、第1低屈折率体8a上、第2低屈折率体8b上には光散乱体10が積層されている。その他の構成は第1の実施形態と同様である。なお、図14では一つの第1端面5cしか図示していないが、実際には紙面の奥行き方向に第1主面5aに対する角度が異なる他の一つの第1端面が形成されている。発光素子についても、一つの発光素子7aしか図示していないが、実際には紙面の奥行き方向に他の一つの発光素子が設置されている。   For example, in the illumination device 201 shown in FIG. 14, the first low refractive index body 8 a having a refractive index of 1.3 is formed on the first main surface 5 a side of the light guide 5, and the refractive index is on the second main surface 5 a side. A second low refractive index body 8b of 1.4 is formed. A light scatterer 10 is stacked on the first low refractive index body 8a and the second low refractive index body 8b. Other configurations are the same as those of the first embodiment. In FIG. 14, only one first end face 5c is shown, but actually, another one first end face having a different angle with respect to the first main face 5a is formed in the depth direction of the paper. As for the light emitting element, only one light emitting element 7a is shown, but actually, another one light emitting element is installed in the depth direction of the drawing.

この照明装置201において、導光体5の第1端面5cに設けられた2つの発光素子のうち、いずれの発光素子を点灯させるかによって、第1主面5a側から光を射出させるか、第2主面5b側から光を射出させるかを切り換えることができる。したがって、発光面を切り換えることが可能な照明装置を実現することができる。   In the illumination device 201, the light emitting element 201 emits light from the first main surface 5a side depending on which one of the two light emitting elements provided on the first end surface 5c of the light guide 5 is lit. It is possible to switch whether light is emitted from the two principal surfaces 5b side. Therefore, it is possible to realize an illumination device that can switch the light emitting surface.

また、図15(A)に示す照明装置203では、導光体5の一面に「SHARP」と書かれた文字部204が形成されている。文字部204に対応して、図15(B)に示すように、導光体5の第1主面5a側に屈折率が1.3の第1低屈折率体8aが形成されており、文字部204以外の部分には第1低屈折率体8aが形成されていない。また、第1低屈折率体8a上には光散乱体10が積層されている。すなわち、文字部204が上記実施形態における光取出領域となっている。その他の構成は第1の実施形態と同様である。なお、図15(B)では一つの第1端面5cしか図示していないが、実際には紙面の奥行き方向に第1主面5aに対する角度が異なる他の一つの第1端面が形成されている。発光素子についても、一つの発光素子7aしか図示していないが、実際には紙面の奥行き方向に他の一つの発光素子が設置されている。   Further, in the lighting device 203 illustrated in FIG. 15A, a character portion 204 on which “SHARP” is written is formed on one surface of the light guide 5. Corresponding to the character portion 204, as shown in FIG. 15B, a first low refractive index body 8a having a refractive index of 1.3 is formed on the first main surface 5a side of the light guide 5; The first low refractive index body 8a is not formed in a portion other than the character portion 204. A light scatterer 10 is stacked on the first low refractive index body 8a. That is, the character part 204 is a light extraction area in the above embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment. In FIG. 15B, only one first end face 5c is shown, but in actuality, another one first end face having a different angle with respect to the first main face 5a is formed in the depth direction of the paper. . As for the light emitting element, only one light emitting element 7a is shown, but actually, another one light emitting element is installed in the depth direction of the drawing.

この照明装置203において、導光体5の第1端面5cに設けられた2つの発光素子のうち、いずれの発光素子を点灯させるかによって、文字部204から光を射出させるか、文字部204以外から光を射出させるかを切り換えることができる。したがって、本構成によれば、例えば文字部204の点滅が可能なデジタルサイネージとして利用可能な照明装置を実現できる。   In the lighting device 203, light is emitted from the character part 204 depending on which of the two light emitting elements provided on the first end surface 5 c of the light guide 5 is lit, or other than the character part 204. It is possible to switch whether light is emitted from Therefore, according to this structure, the illuminating device which can be utilized as digital signage which can blink the character part 204, for example is realizable.

本発明は、発光素子、調光素子、表示装置および照明装置に利用することができる。   The present invention can be used for a light emitting element, a light control element, a display device, and a lighting device.

1…液晶表示装置(表示装置)、2…液晶パネル(表示素子)、3…バックライト、5…導光体、7a,7b,7c…発光素子、8a,8b…低屈折率体、9…屈折率体、11a,11b,11c…光入射面、100…バックライト(調光素子)、101…導光体、101a…光入射面、101b…光射出面、102…発光素子、103…光源、104…パッケージ、104a…凹部、105…凹面ミラー、105a…反射面、105A,105B…凹面ミラーの断面、107…光透過部材、108…パッケージ、108a…凹部、109…凹面ミラー、109a…反射面、109A,109B…凹面ミラーの断面、110…発光素子、111…バックライト(調光素子)、112…パッケージ、112a…凹部、113…凹面ミラー、113a…反射面、113A,113B…凹面ミラーの断面、121,127、131,133…液晶表示装置(表示装置)、135…導光体、137…バックライト(調光素子)、201,203…照明装置、CL…凹面ミラーの中心軸(反射面で反射された光の光軸)、D1,D2,DA,DB,DC…拡散角、Pf…放物線の焦点、RA,RB,RC…光取出領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device (display apparatus), 2 ... Liquid crystal panel (display element), 3 ... Backlight, 5 ... Light guide, 7a, 7b, 7c ... Light emitting element, 8a, 8b ... Low refractive index body, 9 ... Refractive index body, 11a, 11b, 11c ... light incident surface, 100 ... back light (dimming element), 101 ... light guide, 101a ... light incident surface, 101b ... light emitting surface, 102 ... light emitting element, 103 ... light source 104 ... package, 104a ... concave, 105 ... concave mirror, 105a ... reflective surface, 105A, 105B ... cross section of concave mirror, 107 ... light transmitting member, 108 ... package, 108a ... concave, 109 ... concave mirror, 109a ... reflective , 109A, 109B ... cross section of concave mirror, 110 ... light emitting element, 111 ... backlight (dimming element), 112 ... package, 112a ... concave, 113 ... concave mirror, 11 a ... reflecting surface, 113A, 113B ... cross section of concave mirror, 121,127,131,133 ... liquid crystal display device (display device), 135 ... light guide, 137 ... backlight (dimming element), 201,203 ... Illumination device, CL: central axis of concave mirror (optical axis of light reflected by reflecting surface), D1, D2, DA, DB, DC: diffusion angle, Pf: parabolic focus, RA, RB, RC: light extraction region

Claims (13)

光源と、
前記光源から射出された光を反射する反射面と、を備え、
前記反射面で反射された光の光軸に対して垂直な平面内における互いに直交する2つの方向を第1の方向及び第2の方向としたときに、前記第1の方向の光の拡散角と前記第2の方向の光の拡散角は互いに異なる発光素子。
A light source;
A reflective surface for reflecting the light emitted from the light source,
When the two directions perpendicular to each other in a plane perpendicular to the optical axis of the light reflected by the reflecting surface are defined as the first direction and the second direction, the light diffusion angle in the first direction And a light emitting element having different diffusion angles of light in the second direction.
前記反射面は、該反射面を前記光軸を含む互いに直交する2つの平面で切ったときに、その光軸上の点における前記反射面の断面の曲率が互いに異なるアナモルフィック反射面である請求項1に記載の発光素子。   The reflection surface is an anamorphic reflection surface having different curvatures of cross sections of the reflection surface at points on the optical axis when the reflection surface is cut by two orthogonal planes including the optical axis. The light emitting device according to claim 1. 前記2つの断面のうち曲率の大きい断面における前記反射面の形状は放物線であり、
前記放物線の焦点に前記光源が配置されている請求項2に記載の発光素子。
The shape of the reflecting surface in a cross section having a large curvature among the two cross sections is a parabola,
The light emitting element according to claim 2, wherein the light source is disposed at a focal point of the parabola.
前記2つの断面のうち曲率の小さい断面における前記反射面の曲率は0である請求項2又は3に記載の発光素子。   4. The light-emitting element according to claim 2, wherein a curvature of the reflecting surface in a section having a small curvature among the two sections is 0. 5. 凹部が形成されたパッケージを備え、
前記パッケージの凹部に前記反射面が形成され、
前記凹部に前記光源から射出された光を透過する光透過部材が充填され、
前記光透過部材に前記光源が埋設されている請求項2ないし4のいずれか1項に記載の発光素子。
A package having a recess formed therein;
The reflective surface is formed in the recess of the package;
The concave portion is filled with a light transmissive member that transmits light emitted from the light source,
The light emitting element according to claim 2, wherein the light source is embedded in the light transmitting member.
複数の前記光源が一方向に配列して設けられ、
前記パッケージには、各光源に対応した前記反射面が、前記複数の光源の配列方向に沿って設けられている請求項5に記載の発光素子。
A plurality of the light sources are arranged in one direction,
The light emitting device according to claim 5, wherein the reflection surface corresponding to each light source is provided in the package along an arrangement direction of the plurality of light sources.
光入射面と光射出面とを有する導光体と、
前記導光体の光入射面に光を入射させる複数の発光素子と、を備え、
前記導光体には、前記導光体の内部を伝播した光を前記導光体の外部に取り出し可能な複数の光取出領域が前記光の伝播方向に沿って設けられ、
前記複数の光取出領域から取り出し可能な光の伝播角度は互いに異なり、
前記複数の発光素子から射出された光は、互いに異なる伝播角度で前記導光体の内部を伝播し、
前記複数の発光素子は、請求項1ないし6のいずれか1項に記載の発光素子であり、
前記発光素子において、光の拡散角が大きい方向は、前記導光体の光射出面の法線と直交し且つ前記光の伝播方向と直交する方向であり、光の拡散角が小さい方向は、前記導光体の光射出面の法線と平行な方向である調光素子。
A light guide having a light incident surface and a light exit surface;
A plurality of light emitting elements that allow light to enter the light incident surface of the light guide,
The light guide is provided with a plurality of light extraction regions along the propagation direction of the light from which light propagated inside the light guide can be extracted to the outside of the light guide.
The propagation angles of light that can be extracted from the plurality of light extraction regions are different from each other,
Light emitted from the plurality of light emitting elements propagates through the light guide at different propagation angles,
The plurality of light emitting elements are the light emitting elements according to any one of claims 1 to 6,
In the light-emitting element, the direction in which the light diffusion angle is large is a direction perpendicular to the normal line of the light exit surface of the light guide and the light propagation direction, and the direction in which the light diffusion angle is small is The light control element which is a direction parallel to the normal line of the light-projection surface of the said light guide.
前記複数の光取出領域において前記導光体の光射出面と接する部材の屈折率は互いに異なる請求項7に記載の調光素子。   The light control element according to claim 7, wherein in the plurality of light extraction regions, refractive indexes of members that are in contact with the light exit surface of the light guide are different from each other. 前記導光体の光射出面と接する部材の屈折率は、前記導光体の光入射面から遠い位置に配置されたものほど大きい請求項8に記載の調光素子。   The light control element according to claim 8, wherein the refractive index of the member in contact with the light emitting surface of the light guide is larger as the refractive index is arranged farther from the light incident surface of the light guide. 前記導光体の光入射面には、前記導光体の光射出面との成す角度が互いに異なる複数の傾斜面が設けられ、
前記複数の発光素子の各々が前記複数の傾斜面の各々に固定されている請求項9に記載の調光素子。
The light incident surface of the light guide is provided with a plurality of inclined surfaces having different angles with the light exit surface of the light guide,
The light control device according to claim 9, wherein each of the plurality of light emitting devices is fixed to each of the plurality of inclined surfaces.
前記光入射面に対して相対的に近い位置の前記光取出領域から取り出される光を射出する前記発光素子の前記光射出面の法線と直交し且つ前記光の伝播方向と直交する方向の光の拡散角は、前記光入射面に対して相対的に遠い位置の前記光取出領域から取り出される光を射出する前記発光素子の前記光射出面の法線と直交し且つ前記光の伝播方向と直交する方向の光の拡散角よりも大きい請求項10に記載の調光素子。   Light in a direction orthogonal to the normal line of the light emitting surface of the light emitting element that emits light extracted from the light extraction region at a position relatively close to the light incident surface and orthogonal to the propagation direction of the light The diffusion angle of the light emitting element is orthogonal to the normal line of the light emitting surface of the light emitting element that emits light extracted from the light extraction region at a position relatively far from the light incident surface, and the light propagation direction. The light control element according to claim 10, wherein the light control element is larger than a light diffusion angle in a direction orthogonal to each other. 請求項7ないし11のいずれか1項に記載の調光素子と、前記調光素子から射出される光を用いて表示を行う表示素子と、を備えている表示装置。   A display device comprising: the light control device according to claim 7; and a display device that performs display using light emitted from the light control device. 請求項7ないし11のいずれか1項に記載の調光素子を備えている照明装置。   The illuminating device provided with the light control element of any one of Claims 7 thru | or 11.
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