JP2017091939A - Surface light source device and liquid crystal display device - Google Patents

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菜美 沖本
Nami Okimoto
菜美 沖本
紗希 前田
Saki Maeda
紗希 前田
栄二 新倉
Eiji Niikura
栄二 新倉
貴史 下條
Takashi Shimojo
貴史 下條
智彦 澤中
Tomohiko Sawanaka
智彦 澤中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology capable of improving uniformity of planar light, with a simple constitution, even in the case where a light source is arranged in a deviated manner in a short side direction of a surface light source device.SOLUTION: A surface light source device 200 includes: a light source 7; a rod-like light distribution control element 6; and a reflection part 5 formed in a box-shape so as to accommodate the light source 7 and the light distribution control element 6, and having an opening 56 in which an emission side opens and a reflection surface 57 for reflecting the light emitted from the light source 7 inside the box-shape. The light distribution control element 6 includes: a light emission surface 62 which is formed in an asymmetrical shape in the width direction of the light distribution control device 6 with respect to an optical axis C of the light source 7, and in which the optical axis C passes; a light emission surface 63 arranged on one end part in the width direction adjacent to the light emission surface 62; and a light emission surface 64 arranged on the other end part in the width direction adjacent to the light emission surface 62.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数の光源を用いて面状の光を発する面光源装置、および面光源装置を用いて液晶パネルを裏面から照明することで、液晶パネルに映像を表示させる液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a surface light source device that emits planar light using a plurality of light sources, and a liquid crystal display device that displays an image on a liquid crystal panel by illuminating the liquid crystal panel from the back surface using the surface light source device. is there.

液晶表示装置が備える液晶パネルは、自ら発光しない。そのため、液晶表示装置は、液晶パネルを照明する光源として、液晶パネルの裏面側にバックライト装置（面光源装置）を備えている。   The liquid crystal panel included in the liquid crystal display device does not emit light by itself. Therefore, the liquid crystal display device includes a backlight device (surface light source device) on the back side of the liquid crystal panel as a light source for illuminating the liquid crystal panel.

バックライト装置の構成として、複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：以下「ＬＥＤ」という。）を並べた直下型のバックライト装置が知られている。   As a configuration of a backlight device, a direct type backlight device in which a plurality of light emitting diodes (Light Emitting Diodes: hereinafter referred to as “LEDs”) are arranged is known.

近年では、小型の高効率で高出力のＬＥＤが開発されている。そのため、バックライト装置に使用されるＬＥＤの数を減らしても、計算上ではこれまでと同様の明るさを得ることができる。   In recent years, small, high-efficiency, high-power LEDs have been developed. Therefore, even if the number of LEDs used in the backlight device is reduced, the same brightness as before can be obtained in calculation.

特許文献１では、バックライトユニット（面光源装置）の短辺方向の中央近辺に、バックライトユニットの長辺方向に沿ってＬＥＤが集中的に配置されている。そして、凹形状に湾曲した反射シートを用いて、ＬＥＤからの光を反射している。ＬＥＤを一定の位置に集中的に配置することで、隣接するＬＥＤとの配置間隔を狭くすることができる。これにより、ＬＥＤの数が少なくても、ＬＥＤ上と隣接するＬＥＤまでの間で発生する明暗差が目立たなくなる。   In Patent Document 1, LEDs are intensively arranged in the vicinity of the center in the short side direction of the backlight unit (surface light source device) along the long side direction of the backlight unit. And the light from LED is reflected using the reflective sheet | seat curved in the concave shape. By arranging the LEDs in a concentrated manner at a certain position, it is possible to narrow the arrangement interval between adjacent LEDs. Thereby, even if the number of LEDs is small, the difference in brightness generated between the LEDs and the adjacent LEDs becomes inconspicuous.

特開２０１２−２３０２６４号公報JP 2012-230264 A

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、バックライトユニットの短辺方向の中央近辺にＬＥＤを配置した際にはバックライトユニットから出射された光は均一な面状の光を得ることができるが、バックライトユニットの短辺方向の中央近辺ではない位置にＬＥＤを配置した際にはバックライトユニットから出射された光はバックライトユニットの短辺方向において不均一な面状の光となってしまう。   However, in the apparatus described in Patent Document 1, when the LED is arranged near the center in the short side direction of the backlight unit, the light emitted from the backlight unit can obtain uniform planar light. When the LED is arranged at a position that is not near the center in the short side direction of the backlight unit, the light emitted from the backlight unit becomes uneven surface light in the short side direction of the backlight unit. .

そこで、本発明は、面光源装置の短辺方向において光源が偏って配置された場合でも、簡易な構成で、面状の光の均一性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique capable of improving the uniformity of planar light with a simple configuration even when light sources are biased in the short side direction of the surface light source device. And

本発明に係る面光源装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光を配光する棒状の配光制御素子と、前記光源および前記配光制御素子を収容可能に箱形状に形成され、かつ、出射側が開口する開口部と、前記箱形状の内側に前記光源から出射された光を反射する反射面とを有する反射部とを備え、前記配光制御素子は、前記光源の光軸に対して当該配光制御素子の幅方向に非対称な形状に形成され、かつ、前記光軸が通る第１の光出射面と、前記第１の光出射面に隣接する前記幅方向の一方の端部に配置される第２の光出射面と、前記第１の光出射面に隣接する前記幅方向の他方の端部に配置される第３の光出射面とを有するものである。   A surface light source device according to the present invention has a light source that emits light, a rod-shaped light distribution control element that distributes light emitted from the light source, and a box shape that can accommodate the light source and the light distribution control element. And a reflection part having an opening part that is formed on the emission side and a reflection surface that reflects the light emitted from the light source inside the box shape, and the light distribution control element includes: A first light exit surface that is formed in an asymmetric shape in the width direction of the light distribution control element with respect to the optical axis and that passes through the optical axis, and in the width direction adjacent to the first light exit surface. It has a 2nd light emission surface arrange | positioned at one edge part, and a 3rd light emission surface arrange | positioned at the other edge part of the said width direction adjacent to the said 1st light emission surface. .

本発明によれば、配光制御素子は、光源の光軸に対して当該配光制御素子の幅方向に非対称な形状に形成され、かつ、光軸が通る第１の光出射面と、第１の光出射面に隣接する幅方向の一方の端部に配置される第２の光出射面と、第１の光出射面に隣接する幅方向の他方の端部に配置される第３の光出射面とを有する。   According to the present invention, the light distribution control element is formed in an asymmetric shape in the width direction of the light distribution control element with respect to the optical axis of the light source, and the first light exit surface through which the optical axis passes, A second light emitting surface disposed at one end in the width direction adjacent to the first light emitting surface, and a third light disposed at the other end in the width direction adjacent to the first light emitting surface. And a light exit surface.

したがって、バックライトの短辺方向において光源が偏って配置された場合でも、簡易な構成で、面状の光の均一性を向上させることができる。   Therefore, even when the light sources are biased in the short side direction of the backlight, the uniformity of the planar light can be improved with a simple configuration.

実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す構成図である。1 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 1. FIG. 面光源装置の内部構成を概略的に示す構成図である。It is a block diagram which shows schematically the internal structure of a surface light source device. 配光制御素子の構造を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows roughly the structure of a light distribution control element. 面光源装置の光源から出射された光が、配光制御素子を透過する際の挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior at the time of the light radiate | emitted from the light source of a surface light source device permeate | transmitting a light distribution control element. 面光源装置の光源から出射された光が、配光制御素子を透過する際の挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior at the time of the light radiate | emitted from the light source of a surface light source device permeate | transmitting a light distribution control element. 面光源装置の光源から出射された光が、配光制御素子を透過する際の挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior at the time of the light radiate | emitted from the light source of a surface light source device permeate | transmitting a light distribution control element. 面光源装置の光源から出射された光が、配光制御素子を透過する際の挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior at the time of the light radiate | emitted from the light source of a surface light source device permeate | transmitting a light distribution control element. 面光源装置の光源から出射された光が、配光制御素子を透過する際の挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior at the time of the light radiate | emitted from the light source of a surface light source device permeate | transmitting a light distribution control element. 面光源装置の光源から出射された光が、配光制御素子を透過する際の挙動を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the behavior at the time of the light radiate | emitted from the light source of a surface light source device permeate | transmitting a light distribution control element. 実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を概略的に示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment.

＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態１に係る液晶表示装置１００の構成を概略的に示す構成図である。なお、説明を容易にするために、各図中にｘｙｚ直交座標系の座標軸を示す。通常、液晶表示装置では、液晶パネルの長辺方向を水平にして配置される。 <Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal display device 100 according to the first embodiment. For ease of explanation, the coordinate axes of the xyz orthogonal coordinate system are shown in each figure. Usually, in a liquid crystal display device, the long side direction of a liquid crystal panel is arranged horizontally.

以下の説明において、液晶パネル（液晶表示素子）１の短辺方向をｘ軸方向（図１において左右方向）とする。液晶パネル１の長辺方向をｙ軸方向（図１において紙面の奥行き方向）とする。ｘ軸およびｙ軸を含む平面であるｘ−ｙ平面に垂直な方向をｚ軸方向（図１において上下方向）とする。   In the following description, the short side direction of the liquid crystal panel (liquid crystal display element) 1 is defined as the x-axis direction (left-right direction in FIG. 1). The long side direction of the liquid crystal panel 1 is defined as the y-axis direction (the depth direction in FIG. 1). A direction perpendicular to the xy plane that is a plane including the x-axis and the y-axis is defined as a z-axis direction (vertical direction in FIG. 1).

液晶表示装置１００の表示面１ａ側から視て、左側をｙ軸の正方向（＋ｙ軸方向）とし、右側をｙ軸の負方向（−ｙ軸方向）とする。ここで、「表示面１ａ側から視て」とは、＋ｚ軸方向側から−ｚ軸方向側を視ることである。液晶表示装置１００の上側をｘ軸の正方向（＋ｘ軸方向）とし、下側をｘ軸の負方向（−ｘ軸方向）とする。また、液晶表示装置１００が映像を表示する方向をｚ軸の正方向（＋ｚ軸方向）とし、その反対方向を、ｚ軸の負方向（−ｚ軸方向）とする。なお、＋ｚ軸方向側を表示面１ａ側といい、−ｚ軸方向側を裏面１ｂ側ということとする。   When viewed from the display surface 1a side of the liquid crystal display device 100, the left side is a positive y-axis direction (+ y-axis direction) and the right side is a negative y-axis direction (−y-axis direction). Here, “viewed from the display surface 1a side” refers to viewing the −z-axis direction side from the + z-axis direction side. The upper side of the liquid crystal display device 100 is defined as a positive x-axis direction (+ x-axis direction), and the lower side is defined as a negative x-axis direction (−x-axis direction). The direction in which the liquid crystal display device 100 displays an image is a positive z-axis direction (+ z-axis direction), and the opposite direction is a negative z-axis direction (−z-axis direction). The + z-axis direction side is referred to as the display surface 1a side, and the -z-axis direction side is referred to as the back surface 1b side.

図１に示すように、実施の形態１に係る液晶表示装置１００は、透過型の液晶パネル１および面光源装置２００を備えている。さらに、液晶表示装置１００は光学シート２，３を備えている。   As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment includes a transmissive liquid crystal panel 1 and a surface light source device 200. Further, the liquid crystal display device 100 includes optical sheets 2 and 3.

図１では、面光源装置２００は、光学シート３および光学シート２を通して、液晶パネル１の裏面１ｂ（−ｚ軸方向側の面）に光を照射している。液晶パネル１、光学シート２、光学シート３および面光源装置２００は、＋ｚ軸方向から−ｚ軸方向に向けて順に配置されている。   In FIG. 1, the surface light source device 200 irradiates light on the back surface 1 b (the surface on the −z axis direction side) of the liquid crystal panel 1 through the optical sheet 3 and the optical sheet 2. The liquid crystal panel 1, the optical sheet 2, the optical sheet 3, and the surface light source device 200 are sequentially arranged from the + z-axis direction toward the −z-axis direction.

液晶パネル１は、面光源装置２００から出射された面状の光を画像光に変換する。ここで、「画像光」とは、画像情報を有する光のことである。液晶パネル１の表示面１ａは、ｘ−ｙ平面に平行な面である。表示面１ａは、液晶パネル１の＋ｚ軸方向側の面である。液晶パネル１の液晶層は、ｘ−ｙ平面に平行な方向に広がる面状の構造を有している。液晶パネル１の表示面１ａは、通常、矩形形状である。つまり、表示面１ａの隣接する２辺（ｘ軸方向の短辺とｙ軸方向の長辺）は、直交している。ただし、表示面１ａの形状は、他の形状であってもよい。   The liquid crystal panel 1 converts planar light emitted from the surface light source device 200 into image light. Here, “image light” refers to light having image information. The display surface 1a of the liquid crystal panel 1 is a surface parallel to the xy plane. The display surface 1a is a surface on the + z-axis direction side of the liquid crystal panel 1. The liquid crystal layer of the liquid crystal panel 1 has a planar structure that extends in a direction parallel to the xy plane. The display surface 1a of the liquid crystal panel 1 is usually rectangular. That is, two adjacent sides (the short side in the x-axis direction and the long side in the y-axis direction) of the display surface 1a are orthogonal to each other. However, the shape of the display surface 1a may be another shape.

光学シート２は、細かな照明むらなどの光学的影響を抑制する。光学シート３は、拡散板４から放射された光を液晶パネル１の表示面１ａの法線方向に向ける機能を有する。拡散板４は、透過する光を拡散させる。ここで、「拡散」とは、光が拡がり散ることである。つまり、光が散乱することである。   The optical sheet 2 suppresses optical influences such as fine illumination unevenness. The optical sheet 3 has a function of directing light emitted from the diffusion plate 4 in the normal direction of the display surface 1 a of the liquid crystal panel 1. The diffuser plate 4 diffuses the transmitted light. Here, “diffusion” means that light spreads. That is, light is scattered.

次に、図１と図２を用いて、面光源装置２００について説明する。図２は、面光源装置２００の内部構成を概略的に示す構成図であり、図面を見やすくするために拡散板４を除いた状態の面光源装置２００を＋ｚ軸側から視た図である。   Next, the surface light source device 200 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing the internal configuration of the surface light source device 200, and is a view of the surface light source device 200 in a state in which the diffusion plate 4 is removed from the + z-axis side in order to make the drawing easy to see.

面光源装置２００は、光源７、配光制御素子６、および反射部５を備えている。さらに、面光源装置２００は拡散板４を備えている。   The surface light source device 200 includes a light source 7, a light distribution control element 6, and a reflection unit 5. Further, the surface light source device 200 includes a diffusion plate 4.

反射部５は、光を反射する部材である。反射部５は、光源７および配光制御素子６を収容可能に箱形状に形成され、かつ、出射側が開口する開口部５６と、箱形状の内側に光源７から出射された光を反射する反射面５７とを有している。   The reflection unit 5 is a member that reflects light. The reflection part 5 is formed in a box shape so as to be able to accommodate the light source 7 and the light distribution control element 6, and the reflection part reflects the light emitted from the light source 7 to the inside of the box shape. Surface 57.

拡散板４は、例えば、薄板形状である。また、拡散板４は、例えば、シート状であってもよい。拡散板４は、反射部５の＋ｚ軸側に配置されている。拡散板４は、反射部５の開口部５６を覆うように配置される。つまり、拡散板４は、面光源装置２００の光出射面に配置されている。   The diffusion plate 4 is, for example, a thin plate shape. Further, the diffusion plate 4 may be in the form of a sheet, for example. The diffusing plate 4 is disposed on the + z axis side of the reflecting portion 5. The diffusing plate 4 is arranged so as to cover the opening 56 of the reflecting portion 5. That is, the diffusing plate 4 is disposed on the light emitting surface of the surface light source device 200.

反射部５の詳細について説明する。反射部５は、ｘ−ｙ平面に平行な底部５１および４つの側部５２，５３，５４，５５を備えている。４つの側部のうち、底部５１のｙ方向と平行な辺に接続された２つの側部５２，５３は、＋ｚ軸方向へ行く程互いの間隔が広がるように傾斜している。つまり、−ｘ軸方向側の側部５３は、ｙ−ｚ平面に対して、−ｙ軸方向から視て、底部５１との接続部分を中心に、反時計回りに回転させた状態で配置されている。また、＋ｘ軸方向側の側部５２は、ｙ−ｚ平面に対して、−ｙ軸方向から視て、底部５１との接続部分を中心に、時計回りに回転させた状態で配置されている。   The detail of the reflection part 5 is demonstrated. The reflection unit 5 includes a bottom portion 51 and four side portions 52, 53, 54, and 55 that are parallel to the xy plane. Of the four side portions, the two side portions 52 and 53 connected to the side parallel to the y direction of the bottom portion 51 are inclined so that the distance between them increases toward the + z-axis direction. That is, the side portion 53 on the −x-axis direction side is arranged in a state of being rotated counterclockwise around the connection portion with the bottom portion 51 when viewed from the −y-axis direction with respect to the yz plane. ing. Further, the side portion 52 on the + x-axis direction side is arranged in a state of being rotated clockwise with respect to the yz plane as viewed from the −y-axis direction, with the connection portion with the bottom portion 51 as the center. .

また、４つの側部のうち、底部５１のｘ軸方向と平行な辺に接続された２つの側部５４，５５も、＋ｚ軸方向へ行く程互いの間隔が広がるように傾斜している。つまり、−ｙ軸方向側の側部５４は、ｚ−ｘ平面に対して、−ｘ軸方向から視て、底部５１との接続部分を中心に、時計回りに回転させた状態で配置されている。また、＋ｙ軸方向側の側部５５は、ｚ−ｘ平面に対して、−ｘ軸方向から視て、底部５１との接続部分を中心に、反時計回りに回転させた状態で配置されている。   Of the four side portions, the two side portions 54 and 55 connected to the side parallel to the x-axis direction of the bottom portion 51 are also inclined so that the distance from each other increases toward the + z-axis direction. That is, the side part 54 on the −y-axis direction side is arranged in a state of being rotated clockwise with respect to the zx plane as viewed from the −x-axis direction around the connection part with the bottom part 51. Yes. Further, the side portion 55 on the + y axis direction side is arranged in a state of being rotated counterclockwise around the connection portion with the bottom portion 51 as viewed from the −x axis direction with respect to the zx plane. Yes.

反射部５として、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂を基材とした光反射シートまたは基板の表面に金属を蒸着させた光反射シート等を採用することができる。   As the reflecting part 5, for example, a light reflecting sheet based on a resin such as polyethylene terephthalate or a light reflecting sheet in which a metal is vapor-deposited on the surface of the substrate can be employed.

反射部５の底部５１に対向する＋ｚ軸方向には、開口部５６が形成されている。反射部５および拡散板４は、中空の箱形状を構成している。この中空の箱形状は、反射面５７および拡散面（図示省略）を備えている。   An opening 56 is formed in the + z-axis direction facing the bottom 51 of the reflecting portion 5. The reflection part 5 and the diffusing plate 4 constitute a hollow box shape. This hollow box shape includes a reflection surface 57 and a diffusion surface (not shown).

光源７はＬＥＤにより構成されている。複数の光源７は、ｙ軸方向に一列に並べて配置されている。さらに、複数の光源７は反射部５の底部５１の内面（底面）の一部の領域に一定の間隔で配置され、＋ｚ軸方向に向かって光を出射する。さらに、光源７は液晶パネル１の短手方向（ｘ軸方向）の中央よりも＋ｘ軸側に配置されている。   The light source 7 is composed of LEDs. The plurality of light sources 7 are arranged in a line in the y-axis direction. Further, the plurality of light sources 7 are arranged at a certain interval in a partial region of the inner surface (bottom surface) of the bottom 51 of the reflecting portion 5 and emit light in the + z-axis direction. Further, the light source 7 is arranged on the + x axis side from the center in the short side direction (x axis direction) of the liquid crystal panel 1.

配光制御素子６は、光源７から出射された光を配光する光学素子であり、より具体的には、光源７から出射された光の配光を変更する光学素子である。ここで、「配光」とは、光源７の空間に対する光度分布をいう。つまり、光源７から出る光の空間的分布である。また、「光度」とは、発光体の放つ光の強さの程度を示すもので、ある方向の微小な立体角内を通る光束を、その微小立体角で割ったものである。つまり、「光度」とは、光源７からどのくらい強い光が出ているかを表す物理量である。   The light distribution control element 6 is an optical element that distributes the light emitted from the light source 7, and more specifically, an optical element that changes the light distribution of the light emitted from the light source 7. Here, “light distribution” refers to a light intensity distribution with respect to the space of the light source 7. That is, the spatial distribution of light emitted from the light source 7. “Luminance” indicates the intensity of light emitted from a light emitter, and is obtained by dividing a light beam passing through a minute solid angle in a certain direction by the minute solid angle. That is, “luminosity” is a physical quantity representing how much light is emitted from the light source 7.

配光制御素子６は、ｙ軸方向に延びる棒状の光学素子である。配光制御素子６は、光源７の＋ｚ軸方向に、光源７を囲うように配置されている。配光制御素子６は、例えば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）などの透明材料により形成されている。   The light distribution control element 6 is a rod-shaped optical element extending in the y-axis direction. The light distribution control element 6 is arranged so as to surround the light source 7 in the + z-axis direction of the light source 7. The light distribution control element 6 is made of a transparent material such as acrylic resin (PMMA).

次に、配光制御素子６の詳細について説明する。図３は、配光制御素子６の構造を概略的に示す模式図であり、配光制御素子６のｘ−ｚ平面の断面を表した模式図である。配光制御素子６は、光入射面６１および光出射面６２，６３，６４を備えている。光入射面６１は、光源７から出射される光を入射する。光出射面６２，６３，６４は、光入射面６１から入射した光を出射する。   Next, details of the light distribution control element 6 will be described. FIG. 3 is a schematic diagram schematically illustrating the structure of the light distribution control element 6, and is a schematic diagram illustrating a cross section of the xz plane of the light distribution control element 6. The light distribution control element 6 includes a light incident surface 61 and light emitting surfaces 62, 63, 64. The light incident surface 61 receives light emitted from the light source 7. The light emitting surfaces 62, 63, 64 emit light incident from the light incident surface 61.

光入射面６１は、配光制御素子６の−ｚ軸方向の端部に配置され、ｙ軸方向から視て光軸Ｃが通る位置を頂点（以下「光入射面６１の頂点」という）とする２つの斜面６１ａ，６１ｂからなる凹状に形成されている。この凹状は、ｙ軸方向に延びている。換言すると、光入射面６１は、＋ｚ軸方向にくぼみをもつ凹状に形成されている。斜面６１ａ，６１ｂは、ｙ−ｚ平面に対して傾斜した面である。斜面６１ａ，６１ｂは、−ｚ方向へ行く程互いに離れるように傾斜している。複数の光源７は、凹状の光入射面６１と対向する位置に配光制御素子６の長手方向に並べて配置されている。   The light incident surface 61 is disposed at an end of the light distribution control element 6 in the −z-axis direction, and a position through which the optical axis C passes when viewed from the y-axis direction is a vertex (hereinafter referred to as “vertex of the light incident surface 61”). It is formed in a concave shape composed of two inclined surfaces 61a and 61b. This concave shape extends in the y-axis direction. In other words, the light incident surface 61 is formed in a concave shape having a depression in the + z-axis direction. The inclined surfaces 61a and 61b are surfaces inclined with respect to the yz plane. The inclined surfaces 61a and 61b are inclined so as to be separated from each other as they go in the −z direction. The plurality of light sources 7 are arranged side by side in the longitudinal direction of the light distribution control element 6 at a position facing the concave light incident surface 61.

光出射面６２（第１の光出射面）は、光入射面６１の頂点よりも＋ｚ軸方向に配置されており、２つの斜面６２ａ，６２ｂを備えている。換言すると、光出射面６２は、配光制御素子６において光入射面６１が配置される側とは反対側に配置されている。   The light emitting surface 62 (first light emitting surface) is disposed in the + z-axis direction with respect to the apex of the light incident surface 61, and includes two inclined surfaces 62a and 62b. In other words, the light emitting surface 62 is disposed on the side opposite to the side on which the light incident surface 61 is disposed in the light distribution control element 6.

光出射面６２は、配光制御素子６の＋ｚ軸方向の端部に配置され、ｚ−ｘ平面上で視て光軸Ｃが通る位置を頂点（以下「光出射面６２の頂点」という）とする２つの斜面６２ａ，６２ｂからなる凹状に形成されている。換言すると、光出射面６２は、−ｚ軸方向にくぼみをもつ凹状に形成されている。この凹状は、ｙ軸方向に延びている。斜面６２ａ，６２ｂは、ｙ−ｚ平面に対して傾斜した面である。斜面６２ａ，６２ｂは、＋ｚ方向へ行く程互いの距離が離れるように傾斜している。   The light exit surface 62 is disposed at the end of the light distribution control element 6 in the + z-axis direction, and the position through which the optical axis C passes when viewed on the zx plane is the apex (hereinafter referred to as “vertex of the light exit surface 62”). It is formed in the concave shape which consists of two slope 62a, 62b. In other words, the light emitting surface 62 is formed in a concave shape having a depression in the −z axis direction. This concave shape extends in the y-axis direction. The inclined surfaces 62a and 62b are surfaces inclined with respect to the yz plane. The slopes 62a and 62b are inclined so that the distance from each other increases as they go in the + z direction.

光出射面６３（第２の光出射面）は、光出射面６２に隣接する配光制御素子６の幅方向の一方の端部に配置されている。より具体的には、光出射面６３は、光出射面６２の＋ｘ軸方向の端部に隣接する位置に配置され、ｙ−ｚ平面に対して異なる角度をもつ面６３ａ，６３ｂおよび６３ｃを備えている。面６３ａの−ｘ軸方向の端部は、光出射面６２の＋ｘ軸方向の端部と接している。面６３ｂの−ｘ軸方向の端部は面６３ａの＋ｘ軸方向の端部と接している。面６３ｃの−ｘ軸方向の端部は面６３ｂの＋ｘ軸方向の端部と接している。   The light emission surface 63 (second light emission surface) is disposed at one end in the width direction of the light distribution control element 6 adjacent to the light emission surface 62. More specifically, the light emitting surface 63 includes surfaces 63a, 63b, and 63c that are disposed at positions adjacent to the end of the light emitting surface 62 in the + x-axis direction and have different angles with respect to the yz plane. ing. An end portion of the surface 63a in the −x-axis direction is in contact with an end portion of the light emitting surface 62 in the + x-axis direction. An end portion of the surface 63b in the −x-axis direction is in contact with an end portion of the surface 63a in the + x-axis direction. An end portion of the surface 63c in the −x-axis direction is in contact with an end portion of the surface 63b in the + x-axis direction.

光出射面６４（第３の光出射面）は、光出射面６２に隣接する配光制御素子６の幅方向の他方の端部に配置されている。より具体的には、光出射面６４は光出射面６２の−ｘ軸方向の端部に隣接する位置に配置され、ｙ−ｚ平面に対して異なる角度をもつ面６４ａ，６４ｂおよび６４ｃを備えている。面６４ａの＋ｘ軸方向の端部は光出射面６２の−ｘ軸方向の端部と接している。面６４ｂの＋ｘ軸方向の端部は面６４ａの−ｘ軸方向の端部と接している。面６４ｃの＋ｘ軸方向の端部は面６４ｂの−ｘ軸方向の端部と接している。   The light emitting surface 64 (third light emitting surface) is disposed at the other end in the width direction of the light distribution control element 6 adjacent to the light emitting surface 62. More specifically, the light emitting surface 64 is disposed at a position adjacent to the end of the light emitting surface 62 in the −x-axis direction, and includes surfaces 64a, 64b, and 64c having different angles with respect to the yz plane. ing. The end of the surface 64a in the + x-axis direction is in contact with the end of the light emitting surface 62 in the −x-axis direction. The end of the surface 64b in the + x-axis direction is in contact with the end of the surface 64a in the −x-axis direction. The end of the surface 64c in the + x-axis direction is in contact with the end of the surface 64b in the -x-axis direction.

配光制御素子６は、配光制御素子６のｘ−ｚ平面、より具体的には、光源７の光軸に対して配光制御素子６の幅方向において非対称な形状に形成されている。つまり、配光制御素子６は、その断面形状が非対称であり、ｘ−ｚ平面において光軸Ｃよりも＋ｘ軸側の形状と、光軸Ｃよりも−ｘ軸側の形状は異なっている。   The light distribution control element 6 is formed in an asymmetric shape in the width direction of the light distribution control element 6 with respect to the xz plane of the light distribution control element 6, more specifically, with respect to the optical axis of the light source 7. That is, the cross section of the light distribution control element 6 is asymmetric, and the shape on the + x axis side from the optical axis C and the shape on the −x axis side from the optical axis C are different in the xz plane.

次に、光源７から出射された光が配光制御素子６を透過する際の挙動を説明する。図４、図５および図６は、面光源装置２００の光源７から出射された光が、配光制御素子６を透過する際の挙動を示す模式図である。より具体的には、図４は、光源７から出射された光のうちの光軸Ｃ付近の光Ｌの進み方を示した図である。図５は、光源７から出射された光のうちの光軸Ｃに対する角度が図４よりも広い光Ｌの進み方を示した図である。図６は、光源７から出射された光のうちの光軸Ｃに対する角度が図５よりも広い光Ｌの進み方を示した図である。   Next, the behavior when the light emitted from the light source 7 passes through the light distribution control element 6 will be described. 4, 5, and 6 are schematic diagrams illustrating the behavior when the light emitted from the light source 7 of the surface light source device 200 passes through the light distribution control element 6. More specifically, FIG. 4 is a diagram showing how the light L in the vicinity of the optical axis C of the light emitted from the light source 7 travels. FIG. 5 is a diagram illustrating how the light L travels at a wider angle than that of FIG. 4 with respect to the optical axis C of the light emitted from the light source 7. FIG. 6 is a diagram showing how the light L travels at a wider angle than that of FIG. 5 with respect to the optical axis C of the light emitted from the light source 7.

光源７から出射された光は、光入射面６１から配光制御素子６の内部に入射する。光入射面６１に達した光は、斜面６１ａ，６１ｂによって屈折して、配光制御素子６の内部へ入射する。スネルの法則により、光の屈折角は、光の入射角よりも大きくなる。   The light emitted from the light source 7 enters the light distribution control element 6 from the light incident surface 61. The light that reaches the light incident surface 61 is refracted by the inclined surfaces 61 a and 61 b and enters the light distribution control element 6. According to Snell's law, the light refraction angle is larger than the light incident angle.

図４、図５および図６に示すように、光源７から出射された光の一部は、斜面６１ｂで屈折されて、配光制御素子６の内部へ入射する。図４および図５に示すように、斜面６１ｂで屈折され配光制御素子６の内部を進行した光の一部は斜面６２ｂに達する。斜面６２ｂに達した光は全反射によって＋ｘ軸方向へ進む光Ｌとなる。   As shown in FIGS. 4, 5, and 6, part of the light emitted from the light source 7 is refracted by the inclined surface 61 b and enters the light distribution control element 6. As shown in FIGS. 4 and 5, a part of the light that is refracted by the slope 61b and travels through the light distribution control element 6 reaches the slope 62b. The light reaching the slope 62b becomes light L traveling in the + x-axis direction by total reflection.

光源７から出射された光のうちの光軸Ｃ付近の光は、斜面６２ｂによって＋ｘ軸方向へ進む光となり、その後、面６３ｃに達する。面６３ｃに達した光は、屈折され配光制御素子６から出射される。図４に示すように、光源７から出射された光軸Ｃに対してあまり角度をもたなかった光は面６３ｃによって、光軸Ｃに対して大きく角度をもつ光Ｌへと変換される。   Of the light emitted from the light source 7, light in the vicinity of the optical axis C becomes light traveling in the + x-axis direction by the inclined surface 62b, and then reaches the surface 63c. The light that reaches the surface 63 c is refracted and emitted from the light distribution control element 6. As shown in FIG. 4, the light emitted from the light source 7 and having no angle with respect to the optical axis C is converted into light L having a large angle with respect to the optical axis C by the surface 63 c.

光源７から出射された光のうち、図５に示す光は、斜面６２ｂによって＋ｘ軸方向へ進む光となり、その後、面６３ｂに達する。面６３ｂに達した光は屈折され配光制御素子６より出射される。図５に示すように、光源７から出射された＋ｚ軸方向へ出射された光の一部は面６３ｂによって、−ｚ軸方向へ進む光Ｌへと変換される。   Of the light emitted from the light source 7, the light shown in FIG. 5 becomes light traveling in the + x-axis direction by the inclined surface 62b, and then reaches the surface 63b. The light reaching the surface 63 b is refracted and emitted from the light distribution control element 6. As shown in FIG. 5, part of the light emitted from the light source 7 in the + z-axis direction is converted into light L traveling in the −z-axis direction by the surface 63b.

図６に示すように、光源７から出射された光のうちの光軸Ｃに対して角度をもつ光は斜面６１ｂから配光制御素子６の内部へ入射後、面６３ａに達する。面６３ａに達した光は屈折され配光制御素子６から出射される。光源７から出射された光軸Ｃに対して広い角度の光は面６３ａによって、光軸Ｃに対してさらに大きく角度をもつ光Ｌへと変換される。   As shown in FIG. 6, light having an angle with respect to the optical axis C among the light emitted from the light source 7 enters the light distribution control element 6 from the inclined surface 61 b and then reaches the surface 63 a. The light reaching the surface 63a is refracted and emitted from the light distribution control element 6. Light having a wide angle with respect to the optical axis C emitted from the light source 7 is converted into light L having a larger angle with respect to the optical axis C by the surface 63a.

図７、図８および図９は、面光源装置２００の光源７から出射された光が、配光制御素子６を透過する際の挙動を示す模式図である。より具体的には、図７は、光源７から出射された光のうちの光軸Ｃ付近の光の進み方を示した図である。図８は、光源７から出射された光のうちの光軸Ｃに対する角度が図７よりも広い光の進み方を示した図である。図９は、光源７から出射された光のうちの光軸Ｃに対する角度が図８よりも広い光の進み方を示した図である。   7, 8, and 9 are schematic diagrams illustrating the behavior when the light emitted from the light source 7 of the surface light source device 200 passes through the light distribution control element 6. More specifically, FIG. 7 is a diagram showing how the light in the vicinity of the optical axis C of the light emitted from the light source 7 travels. FIG. 8 is a diagram showing how light travels at a wider angle than that of FIG. 7 with respect to the optical axis C of the light emitted from the light source 7. FIG. 9 is a diagram showing how light travels at a wider angle than that of FIG. 8 with respect to the optical axis C of the light emitted from the light source 7.

図７、図８および図９に示すように、光源７から出射された光の一部は、斜面６１ａで屈折されて、配光制御素子６の内部へ入射する。   As shown in FIGS. 7, 8, and 9, part of the light emitted from the light source 7 is refracted by the inclined surface 61 a and enters the light distribution control element 6.

図７および図８に示すように、斜面６１ａで屈折され配光制御素子６の内部を進行した光の一部は斜面６２ａに達する。斜面６２ａに達した光は全反射によって−ｘ軸方向へ進む光となる。   As shown in FIGS. 7 and 8, a part of the light refracted by the slope 61a and traveling inside the light distribution control element 6 reaches the slope 62a. The light reaching the slope 62a becomes light traveling in the −x-axis direction by total reflection.

光源７から出射された光のうちの光軸Ｃ付近の光は斜面６２ａによって−ｘ軸方向へ進む光となり、その後、面６４ｃに達する。面６４ｃに達した光は屈折され配光制御素子６から出射される。図７に示すように、光源７から出射された光軸Ｃに対してあまり角度をもたなかった光は面６４ｃによって、光軸Ｃに対して大きく角度をもつ光Ｌへと変換される。   Of the light emitted from the light source 7, light in the vicinity of the optical axis C becomes light traveling in the -x-axis direction by the inclined surface 62a, and then reaches the surface 64c. The light reaching the surface 64 c is refracted and emitted from the light distribution control element 6. As shown in FIG. 7, the light emitted from the light source 7 and not having an angle with respect to the optical axis C is converted into light L having a large angle with respect to the optical axis C by the surface 64 c.

光源７から出射された光のうち、図８に示す光は斜面６２ａによって−ｘ軸方向へ進む光となり、その後、面６４ｂに達する。面６４ｂに達した光は屈折され配光制御素子６から出射される。図８に示すように、光軸Ｃに対してあまり角度をもたなかった光は面６４ｂによって、光軸Ｃに対して大きく角度をもつ光Ｌへと変換される。   Of the light emitted from the light source 7, the light shown in FIG. 8 becomes light traveling in the −x-axis direction by the inclined surface 62a, and then reaches the surface 64b. The light reaching the surface 64 b is refracted and emitted from the light distribution control element 6. As shown in FIG. 8, the light that does not have an angle with respect to the optical axis C is converted into light L having a large angle with respect to the optical axis C by the surface 64b.

図９に示すように、光源７から出射された光のうちの光軸Ｃに対して角度をもつ光は斜面６１ａから配光制御素子６の内部へ入射後、面６４ａに達する。面６４ａに達した光は屈折され配光制御素子６から出射される。光源７から出射された光軸Ｃに対して広い角度の光は面６４ａによって、光軸Ｃに対してさらに大きく角度をもつ光Ｌへと変換される。   As shown in FIG. 9, light having an angle with respect to the optical axis C out of the light emitted from the light source 7 enters the light distribution control element 6 from the inclined surface 61 a and then reaches the surface 64 a. The light reaching the surface 64a is refracted and emitted from the light distribution control element 6. Light having a wide angle with respect to the optical axis C emitted from the light source 7 is converted into light L having a larger angle with respect to the optical axis C by the surface 64a.

以上説明したように、光源７から出射された光は配光制御素子６によって、ｘ−ｚ平面における光の広がりが大きくなる。ただし、配光制御素子６は、ｘ−ｚ平面において光軸Ｃよりも＋ｘ軸側の形状と、光軸Ｃよりも−ｘ軸側の形状が異なるため、出射される光の広がり方も光軸Ｃよりも＋ｘ軸側と−ｘ軸側とで異なる。   As described above, the light emitted from the light source 7 is expanded by the light distribution control element 6 in the xz plane. However, since the shape of the light distribution control element 6 on the xz plane is different from the shape on the + x axis side with respect to the optical axis C and the shape on the −x axis side with respect to the optical axis C, the light emitted from the light distribution control element 6 is also light It differs from the axis C on the + x axis side and the −x axis side.

光源７は表示面１ａの中心よりも＋ｘ軸側に配置されている。配光制御素子６は、光源７の＋ｚ軸方向に、光源７を囲うように配置されているため、配光制御素子６も表示面１ａの中心よりも＋ｘ軸側に配置されている。つまり、配光制御素子６から＋ｘ軸側に位置する側部５２は−ｘ軸側に位置する側部５３よりも近い位置に位置する。   The light source 7 is disposed on the + x axis side from the center of the display surface 1a. Since the light distribution control element 6 is disposed so as to surround the light source 7 in the + z-axis direction of the light source 7, the light distribution control element 6 is also disposed on the + x axis side from the center of the display surface 1a. That is, the side portion 52 located on the + x axis side from the light distribution control element 6 is located closer to the side portion 53 located on the −x axis side.

そのため、配光制御素子６から出射される光のうち光軸Ｃよりも−ｘ軸側から出射した光は＋ｘ軸から出射した光に比べると、＋ｚ軸方向に進む光となっている。例えば、図４と図８を比べた場合、光源７から出射される光の光軸Ｃからの傾きは同程度であるが、配光制御素子６から出射された光は、図４の場合に比べて図８の場合の方が＋ｚ軸方向に進む光となる。   For this reason, light emitted from the light distribution control element 6 from the −x-axis side with respect to the optical axis C is light traveling in the + z-axis direction as compared with light emitted from the + x-axis. For example, when FIG. 4 and FIG. 8 are compared, the light emitted from the light source 7 has the same inclination from the optical axis C, but the light emitted from the light distribution control element 6 is the same as in FIG. Compared to FIG. 8, the light travels in the + z-axis direction.

配光制御素子６から出射される光のうち＋ｘ軸方向へ出射された光は、すぐに側部５２に達し、側部５２によって＋ｚ軸方向へ進む光となる。   Of the light emitted from the light distribution control element 6, the light emitted in the + x-axis direction immediately reaches the side portion 52 and becomes light that proceeds in the + z-axis direction by the side portion 52.

配光制御素子６から出射される光のうち−ｘ軸方向へ出射された光の一部は、反射部５の内部を伝播後、側部５３に達し、側部５３の反射面５７によって＋ｚ軸方向へ進む光となる。また、配光制御素子６から出射される光のうち−ｘ軸方向へ出射された光の一部は、反射部５の内部を伝播後、拡散板４に達する光となる。   A part of the light emitted from the light distribution control element 6 in the −x-axis direction reaches the side part 53 after propagating through the inside of the reflection part 5, and + z by the reflection surface 57 of the side part 53. The light travels in the axial direction. In addition, a part of the light emitted from the light distribution control element 6 in the −x-axis direction becomes light that reaches the diffusion plate 4 after propagating through the reflection unit 5.

配光制御素子６から出射される光のうち−ｘ軸方向へ出射された光は、反射部５の内部を伝播するうちに、光自らの角度によって広い範囲に広がり、拡散板４へ向かう光となる。一方、配光制御素子６から出射される光のうち＋ｘ軸方向へ出射された光は、すぐに側部５２に達し、＋ｚ軸方向（拡散板４）へ進む光となるため、光自らの角度によって広がる作用が小さい。そのため、光出射面６３は出射光の角度を大きく広げる必要がある。出射光の角度が広がることで、配光制御素子６から側部５２まで短い距離であっても拡散板４に達するまでに均一な分布となるように光を広げることができる。   Of the light emitted from the light distribution control element 6, the light emitted in the −x-axis direction spreads in a wide range depending on the angle of the light itself while propagating through the inside of the reflecting portion 5, and is directed toward the diffusion plate 4. It becomes. On the other hand, light emitted from the light distribution control element 6 in the + x-axis direction immediately reaches the side portion 52 and becomes light traveling in the + z-axis direction (diffusing plate 4). The effect of spreading depending on the angle is small. Therefore, it is necessary for the light exit surface 63 to greatly widen the angle of the emitted light. By widening the angle of the emitted light, it is possible to spread the light so as to have a uniform distribution before reaching the diffusion plate 4 even if the distance from the light distribution control element 6 to the side portion 52 is a short distance.

このように、配光制御素子６を光軸Ｃに対して配光制御素子６の幅方向に非対称な形状、すなわち、配光制御素子６の断面形状を非対称にすることで、光源７が液晶パネル１の短辺方向の中央に対応する位置に配置されない場合でも均一な面状の強度分布を得ることができる。つまり、配光制御素子６は、光源７の配光を面光源装置２００の光出射面上に変更する機能を有する。さらに、配光制御素子６は、光入射面６１の頂点の角度、光出射面６２の頂点の角度、光出射面６３，６４の斜面の傾きなどを調整することで光の広がりを制御できる。   In this way, the light distribution control element 6 is asymmetric in the width direction of the light distribution control element 6 with respect to the optical axis C, that is, the cross-sectional shape of the light distribution control element 6 is asymmetrical, so that the light source 7 is liquid crystal. Even when the panel 1 is not disposed at a position corresponding to the center in the short side direction, a uniform planar intensity distribution can be obtained. That is, the light distribution control element 6 has a function of changing the light distribution of the light source 7 onto the light emitting surface of the surface light source device 200. Furthermore, the light distribution control element 6 can control the spread of light by adjusting the angle of the vertex of the light incident surface 61, the angle of the vertex of the light emitting surface 62, the inclination of the inclined surfaces of the light emitting surfaces 63 and 64, and the like.

拡散板４に到達した光の一部は、反射して、反射部５の内部を進行する。反射部５の内部を進行した光は、反射部５の底部５１または側部５２で反射されて、再び拡散板４に到達する。拡散板４によって、拡散板４を透過する光は拡散される。そして、拡散板４を透過した光は、均一性を増した面状の照明光となる。拡散板４を透過した光は、液晶パネル１の裏面１ｂに向けて放射される。この照明光は、光学シート３および光学シート２を介して、液晶パネル１の裏面１ｂに照射される。   A part of the light that reaches the diffusion plate 4 is reflected and travels inside the reflection part 5. The light that has traveled inside the reflecting portion 5 is reflected by the bottom 51 or the side portion 52 of the reflecting portion 5 and reaches the diffusion plate 4 again. The light transmitted through the diffusion plate 4 is diffused by the diffusion plate 4. And the light which permeate | transmitted the diffusion plate 4 turns into planar illumination light which increased the uniformity. The light transmitted through the diffusion plate 4 is emitted toward the back surface 1b of the liquid crystal panel 1. This illumination light is applied to the back surface 1 b of the liquid crystal panel 1 through the optical sheet 3 and the optical sheet 2.

次に、本実施の形態１に係る面光源装置２００および液晶表示装置１００から得られる作用効果について、前提技術と対比しながら説明する。   Next, functions and effects obtained from the surface light source device 200 and the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment will be described in comparison with the base technology.

前提技術に係る直下型のバックライト装置では、通常、ＬＥＤ素子を底面に均等並べ、表示面で強度分布を均一にしている。例えば、このとき、ＬＥＤを表示面の上部に偏るように配置すると、ＬＥＤが配置された表示面の上部は明るく、ＬＥＤが配置されていない表示面の下部は暗くなり、表示面での強度分布を均一にすることができない。   In the direct type backlight device according to the base technology, usually, the LED elements are arranged uniformly on the bottom surface, and the intensity distribution is made uniform on the display surface. For example, at this time, if the LEDs are arranged so as to be biased to the upper part of the display surface, the upper part of the display surface on which the LEDs are arranged is bright, the lower part of the display surface on which the LEDs are not arranged is dark, and the intensity distribution on the display surface Cannot be made uniform.

また、直下型のバックライト装置において、ＬＥＤ素子にレンズを装着することで、ＬＥＤ光の配光を制御し、少ないＬＥＤ数でも表示面での強度分布を均一できる。しかし、レンズは一般的には光軸に対して回転対象となる形状なため、レンズによって、ＬＥＤの同心円状に配光の制御が成される。そのため、例えば、レンズを装着したＬＥＤを表示面の上部に偏るように配置すると、ＬＥＤが配置された表示面の上部は明るく、ＬＥＤが配置されていない表示面の下部は暗くなり、表示面での強度分布を均一にすることができない。   Further, in the direct type backlight device, by attaching a lens to the LED element, the light distribution of the LED light can be controlled, and the intensity distribution on the display surface can be made uniform even with a small number of LEDs. However, since the lens generally has a shape to be rotated with respect to the optical axis, the light distribution is controlled concentrically with the LED by the lens. Therefore, for example, when an LED with a lens is disposed so as to be biased toward the upper part of the display surface, the upper part of the display surface on which the LED is disposed is bright and the lower part of the display surface on which the LED is not disposed becomes dark, The intensity distribution cannot be made uniform.

近年では、ＬＥＤの高出力化に伴い、少ないＬＥＤ数で液晶表示装置としての所望の明るさを得ることが可能であるが、表示面において均一な強度の面状の光を得るためにはＬＥＤを均等に配置しなければならない。   In recent years, with higher output of LEDs, it is possible to obtain desired brightness as a liquid crystal display device with a small number of LEDs, but in order to obtain planar light with uniform intensity on the display surface, Must be placed evenly.

一方、本実施の形態１に係る液晶表示装置１００が備える面光源装置２００では、配光制御素子６は、光源７の光軸Ｃに対して当該配光制御素子６の幅方向に非対称な形状に形成され、かつ、光軸Ｃが通る光出射面６２と、光出射面６２に隣接する幅方向の一方の端部に配置される光出射面６３と、光出射面６２に隣接する幅方向の他方の端部に配置される光出射面６４とを有する。また、液晶表示装置１００は、面光源装置２００と、面光源装置２００から出射された面状の光を画像光に変換する液晶パネル１とを備える。   On the other hand, in the surface light source device 200 included in the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment, the light distribution control element 6 has an asymmetric shape with respect to the optical axis C of the light source 7 in the width direction of the light distribution control element 6. And a light emitting surface 62 through which the optical axis C passes, a light emitting surface 63 disposed at one end in the width direction adjacent to the light emitting surface 62, and a width direction adjacent to the light emitting surface 62 And a light emitting surface 64 disposed at the other end of the. The liquid crystal display device 100 also includes a surface light source device 200 and a liquid crystal panel 1 that converts planar light emitted from the surface light source device 200 into image light.

したがって、配光制御素子６は、光源７の光軸Ｃに対して当該配光制御素子６の幅方向に非対称に配光を制御することができるため、液晶パネル１の短辺方向、すなわち、面光源装置２００の短辺方向において光源７が偏って配置された場合でも、簡易な構成で、面状の光の均一性を向上させることができる。   Therefore, the light distribution control element 6 can control the light distribution asymmetrically in the width direction of the light distribution control element 6 with respect to the optical axis C of the light source 7, so that the short side direction of the liquid crystal panel 1, that is, Even when the light source 7 is biased in the short side direction of the surface light source device 200, the uniformity of the planar light can be improved with a simple configuration.

また、簡易で汎用性の高い配光制御素子６によって、光源７が偏って配置された場合でも、均一性を増した輝度分布を得ることができる。   Further, even when the light source 7 is biased by the simple and versatile light distribution control element 6, a luminance distribution with increased uniformity can be obtained.

光出射面６３と光出射面６４は、互いに異なる形状に形成されるため、ｘ−ｚ平面において光軸Ｃよりも＋ｘ軸側の形状と、光軸Ｃよりも−ｘ軸側の形状が異なる。これにより、出射される光の広がり方を光軸Ｃよりも＋ｘ軸側と−ｘ軸側とで異ならせることができる。   Since the light emission surface 63 and the light emission surface 64 are formed in different shapes, the shape on the + x axis side from the optical axis C and the shape on the −x axis side from the optical axis C are different in the xz plane. . As a result, the way in which the emitted light spreads can be made different from the optical axis C on the + x axis side and the −x axis side.

配光制御素子６は、光出射面６２が配置される側とは反対側に配置され、かつ、光軸Ｃが通る光入射面６１をさらに有し、光入射面６１は、光軸Ｃが通る位置を頂点とする２つの斜面６１ａ，６１ｂからなる凹状に形成される。したがって、光源７から出射された光を光入射面６１の斜面６１ａ，６１ｂで屈折させて、光出射面６２，６３，６４から出射させることができる。   The light distribution control element 6 is further disposed on the side opposite to the side on which the light exit surface 62 is disposed, and further includes a light incident surface 61 through which the optical axis C passes. It is formed in a concave shape composed of two slopes 61a and 61b whose apex is the passing position. Therefore, the light emitted from the light source 7 can be refracted by the inclined surfaces 61 a and 61 b of the light incident surface 61 and emitted from the light emitting surfaces 62, 63 and 64.

光源７は複数であり、複数の光源７は、光入射面６１と対向する位置に配光制御素子６の長手方向に並べて配置されるため、面状の光の均一性をさらに向上させることができる。   There are a plurality of light sources 7, and the plurality of light sources 7 are arranged side by side in the longitudinal direction of the light distribution control element 6 at a position facing the light incident surface 61, thereby further improving the uniformity of the planar light. it can.

光源７は、反射部５の底面の一部の領域に配置されるため、反射部５の底面に設けられた反射面５７の領域が減少することを抑制できる。これにより、反射面５７の＋ｚ軸方向への反射性能の低下を抑制できる。また、光源７が反射部５の底面の一部の領域に配置されても、配光制御素子６から出射される光の配光を、拡散板４に向けて変更できるため、面光源装置２００は、反射部５の形状に対する依存率を低減して、均一性を増した面状光源を実現できる。   Since the light source 7 is disposed in a partial region of the bottom surface of the reflection unit 5, it is possible to suppress a decrease in the region of the reflection surface 57 provided on the bottom surface of the reflection unit 5. Thereby, the fall of the reflective performance to the + z-axis direction of the reflective surface 57 can be suppressed. Even if the light source 7 is arranged in a partial region of the bottom surface of the reflecting portion 5, the light distribution of the light emitted from the light distribution control element 6 can be changed toward the diffusion plate 4, and thus the surface light source device 200. Can reduce the dependence on the shape of the reflecting portion 5 and realize a planar light source with increased uniformity.

複数の光源７は、反射部５の底面に一定の間隔で配置されるため、表示面１ａでの強度分布を均一にすることができる。   Since the plurality of light sources 7 are arranged on the bottom surface of the reflecting portion 5 at a constant interval, the intensity distribution on the display surface 1a can be made uniform.

上記においては、配光制御素子６を、棒状の光学素子として説明した。配光制御素子６が棒状の場合、配光制御素子６は押出し成形によって製造することができる。通常、直下型のバックライト装置では、１つのＬＥＤ素子に１つのレンズが装着されている。しかし、棒状の配光制御素子６は、１列に並べられた複数の光源７に対して、１つで良い。   In the above description, the light distribution control element 6 is described as a rod-shaped optical element. When the light distribution control element 6 is rod-shaped, the light distribution control element 6 can be manufactured by extrusion molding. Usually, in a direct type backlight device, one lens is attached to one LED element. However, one rod-shaped light distribution control element 6 is sufficient for a plurality of light sources 7 arranged in a row.

そのため、配光制御素子６の部品点数を減らすことができる。また、個々のＬＥＤ素子にレンズを装着する場合には、ＬＥＤ素子を配置した基板と個々の配光制御素子とを接着する必要がある。しかし、本実施の形態１では、１列に並べられた複数の光源７に対して、１つの配光制御素子６を接着するため、接着作業が容易になる。   Therefore, the number of parts of the light distribution control element 6 can be reduced. In addition, when a lens is attached to each LED element, it is necessary to bond the substrate on which the LED element is arranged and each light distribution control element. However, in the first embodiment, since one light distribution control element 6 is bonded to the plurality of light sources 7 arranged in one row, the bonding work is facilitated.

また、例えば、複数のレンズを１つの光学素子で構成するレンズアレイのように、ＬＥＤ素子に対してｘ−ｙ平面において位置決めが必要な光学素子の採用が考えられる。しかし、ＬＥＤ素子の数の増減によって、光学素子の金型を変更する必要がある。そのため、面光源装置の仕様の変更に対する汎用性が低い。   In addition, for example, it is conceivable to employ an optical element that needs to be positioned in the xy plane with respect to the LED element, such as a lens array in which a plurality of lenses are configured by one optical element. However, it is necessary to change the mold of the optical element by increasing or decreasing the number of LED elements. Therefore, the versatility with respect to the change of the specification of the surface light source device is low.

本実施の形態１では、光源７の数の増減に対して、配光制御素子６の金型の変更は不要である。そのため、配光制御素子６は、面光源装置２００の仕様の変更に対する汎用性が高い。つまり、光源７の数を変えるだけで、面光源装置２００の輝度を調整できる。そのため、最適な光源７の数を配置することができる。   In the first embodiment, it is not necessary to change the mold of the light distribution control element 6 for the increase or decrease of the number of the light sources 7. Therefore, the light distribution control element 6 is highly versatile with respect to a change in the specifications of the surface light source device 200. That is, the luminance of the surface light source device 200 can be adjusted simply by changing the number of light sources 7. Therefore, the optimal number of light sources 7 can be arranged.

また、配光制御素子６を押出し成形で製造した場合には、その長さは自由に変えられる。そのため、例えば、液晶表示装置１００の大きさが異なる場合でも、同じ金型で対応できる。   Further, when the light distribution control element 6 is manufactured by extrusion molding, its length can be freely changed. Therefore, for example, even when the size of the liquid crystal display device 100 is different, the same mold can be used.

配光制御素子６の光出射面６３は面６３ａ，６３ｂ，６３ｃにより構成され、光出射面６４は面６４ａ，６４ｂ，６４ｃにより構成されると説明したが、これに限るものではない。例えば、光出射面６３，６４を構成する斜面の数はさらに多数となっても良い。また、例えば、光出射面６３，６４が位置によって曲率が異なるような曲面で構成されても良い。   Although it has been described that the light emitting surface 63 of the light distribution control element 6 is configured by the surfaces 63a, 63b, and 63c and the light emitting surface 64 is configured by the surfaces 64a, 64b, and 64c, the present invention is not limited thereto. For example, the number of inclined surfaces constituting the light emitting surfaces 63 and 64 may be larger. Further, for example, the light emitting surfaces 63 and 64 may be configured with curved surfaces having different curvatures depending on positions.

＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る液晶表示装置１０１について説明する。図１０は、実施の形態２に係る液晶表示装置１０１の構成を概略的に示す構成図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同一の構成要素については同一符号を付して説明は省略する。 <Embodiment 2>
Next, the liquid crystal display device 101 according to the second embodiment will be described. FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing the configuration of the liquid crystal display device 101 according to the second embodiment. In the second embodiment, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図１０に示すように、液晶表示装置１０１は、透過型の液晶パネル１および面光源装置２０１を備えている。さらに、液晶表示装置１０１は光学シート２，３を備えている。面光源装置２０１は、光源７、配光制御素子６，１６、および反射部５を備えている。さらに、面光源装置２０１は拡散板４を備えている。配光制御素子６，１６の光入射面６１（図３参照）と対向する位置に複数の光源７がそれぞれ配置されている。   As shown in FIG. 10, the liquid crystal display device 101 includes a transmissive liquid crystal panel 1 and a surface light source device 201. Further, the liquid crystal display device 101 includes optical sheets 2 and 3. The surface light source device 201 includes a light source 7, light distribution control elements 6 and 16, and a reflection unit 5. Further, the surface light source device 201 includes a diffusion plate 4. A plurality of light sources 7 are arranged at positions facing the light incident surfaces 61 (see FIG. 3) of the light distribution control elements 6 and 16, respectively.

光源７は、底部５１のｘ軸の中心から＋ｘ軸側および−ｘ軸側の同一の位置に２列配置される。ここで、＋ｘ軸側および−ｘ軸側の同一の位置とは、側部５２から＋ｘ軸側の光源７までの距離と、側部５３から−ｘ軸側の光源７までの距離がそれぞれ同じとなる位置をいう。配光制御素子６は、＋ｘ軸側の光源７の＋ｚ軸側に配置される。配光制御素子１６は、−ｘ軸側の光源７の＋ｚ軸側に配置される。ここで、配光制御素子１６は、配光制御素子６についてｚ軸を中心に１８０°回転させたものである。   The light sources 7 are arranged in two rows at the same position on the + x axis side and the −x axis side from the center of the x axis of the bottom 51. Here, the same position on the + x axis side and the −x axis side means that the distance from the side portion 52 to the light source 7 on the + x axis side is the same as the distance from the side portion 53 to the light source 7 on the −x axis side. The position which becomes. The light distribution control element 6 is disposed on the + z axis side of the light source 7 on the + x axis side. The light distribution control element 16 is disposed on the + z axis side of the light source 7 on the −x axis side. Here, the light distribution control element 16 is obtained by rotating the light distribution control element 6 by 180 ° around the z axis.

配光制御素子６は、実施の形態１で説明したように、光源７が表示面１ａの短手方向（ｘ軸方向）に偏って配置された場合に、配光制御素子６の断面形状を非対称とすることで、表示面１ａにおいて均一な面状の光を得ることができる。そのため、底部５１のｘ軸方向の中心から＋ｘ軸側、−ｘ軸側の対称な位置、かつ、ｘ軸方向の距離が同一の位置に、配光制御素子６をｚ軸を中心に１８０°回転した配光制御素子１６を配置しても、均一の面状の光を得ることができる。   As described in the first embodiment, the light distribution control element 6 has the cross-sectional shape of the light distribution control element 6 when the light source 7 is arranged in the lateral direction (x-axis direction) of the display surface 1a. By making it asymmetric, uniform planar light can be obtained on the display surface 1a. Therefore, the light distribution control element 6 is 180 ° centered on the z-axis at a position symmetrical to the + x-axis side and the −x-axis side from the center of the bottom 51 in the x-axis direction and at the same distance in the x-axis direction. Even if the rotated light distribution control element 16 is arranged, uniform planar light can be obtained.

また、図１０では、光源７および配光制御素子６の組と、光源７および配光制御素子１６の組の２組が配置される場合について説明したが、これに限定されることなく、３組以上が配置されてもよい。この場合も上記の場合と同様の効果が得られる。   In FIG. 10, the case where two sets of the light source 7 and the light distribution control element 6 and the light source 7 and the light distribution control element 16 are arranged has been described, but the present invention is not limited to this. More than one set may be arranged. In this case, the same effect as the above case can be obtained.

なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係または部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差または組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。そのため、特許請求の範囲に部品間の位置関係または部品の形状を示す記載をした場合には、製造上の公差または組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを示している。   In each of the above-described embodiments, there are cases where terms such as “parallel” or “vertical” indicating the positional relationship between components or the shape of the component are used. These represent that a range in consideration of manufacturing tolerance or assembly variation is included. Therefore, when a description indicating the positional relationship between parts or the shape of the part is included in the claims, it indicates that a range in consideration of manufacturing tolerance or assembly variation is included.

また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。   Moreover, although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

１ 液晶パネル、５ 反射部、６ 配光制御素子、７ 光源、１６ 配光制御素子、５６ 開口部、５７ 反射面、６１ 光入射面、６２，６３，６４ 光出射面、１００，１０１ 液晶表示装置、２００，２０１ 面光源装置、Ｃ 光軸。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal panel, 5 Reflecting part, 6 Light distribution control element, 7 Light source, 16 Light distribution control element, 56 Aperture, 57 Reflecting surface, 61 Light incident surface, 62, 63, 64 Light emitting surface, 100, 101 Liquid crystal display Device, 200, 201 Surface light source device, C Optical axis.

Claims (7)

光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を配光する棒状の配光制御素子と、
前記光源および前記配光制御素子を収容可能に箱形状に形成され、かつ、出射側が開口する開口部と、前記箱形状の内側に前記光源から出射された光を反射する反射面とを有する反射部と、
を備え、
前記配光制御素子は、前記光源の光軸に対して当該配光制御素子の幅方向に非対称な形状に形成され、かつ、前記光軸が通る第１の光出射面と、前記第１の光出射面に隣接する前記幅方向の一方の端部に配置される第２の光出射面と、前記第１の光出射面に隣接する前記幅方向の他方の端部に配置される第３の光出射面とを有する、面光源装置。 A light source that emits light;
A rod-shaped light distribution control element that distributes light emitted from the light source;
A reflection formed in a box shape so as to accommodate the light source and the light distribution control element, and having an opening that opens on the emission side, and a reflection surface that reflects the light emitted from the light source inside the box shape. And
With
The light distribution control element is formed in an asymmetric shape in the width direction of the light distribution control element with respect to the optical axis of the light source, and the first light exit surface through which the optical axis passes, A second light emitting surface disposed at one end in the width direction adjacent to the light emitting surface and a third light disposed at the other end in the width direction adjacent to the first light emitting surface. A surface light source device. 前記第２の光出射面と前記第３の光出射面は、互いに異なる形状に形成される、請求項１記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 1, wherein the second light emitting surface and the third light emitting surface are formed in different shapes. 前記配光制御素子は、前記第１の光出射面が配置される側とは反対側に配置され、かつ、前記光軸が通る光入射面をさらに有し、
前記光入射面は、前記光軸が通る位置を頂点とする２つの斜面からなる凹状に形成される、請求項１記載の面光源装置。 The light distribution control element is further disposed on the side opposite to the side on which the first light exit surface is disposed, and further includes a light incident surface through which the optical axis passes.
The surface light source device according to claim 1, wherein the light incident surface is formed in a concave shape including two inclined surfaces having a vertex at a position through which the optical axis passes. 前記光源は複数であり、
前記複数の光源は、前記光入射面と対向する位置に前記配光制御素子の長手方向に並べて配置される、請求項３記載の面光源装置。 The light source is plural,
The surface light source device according to claim 3, wherein the plurality of light sources are arranged side by side in a longitudinal direction of the light distribution control element at a position facing the light incident surface. 前記光源は、前記反射部の底面の一部の領域に配置される、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 1, wherein the light source is disposed in a partial region of a bottom surface of the reflection unit. 前記複数の光源は、前記反射部の底面に一定の間隔で配置される、請求項４記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 4, wherein the plurality of light sources are arranged at a predetermined interval on a bottom surface of the reflecting portion. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の面光源装置と、
前記面光源装置から出射された面状の光を画像光に変換する液晶パネルと、
を備える、液晶表示装置。 A surface light source device according to any one of claims 1 to 6,
A liquid crystal panel that converts planar light emitted from the surface light source device into image light;
A liquid crystal display device comprising:
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