JP2018085267A - Surface light source - Google Patents

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Lingwei Goh
リングウェイ ゴー
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface light source that improves luminance uniformity and a contrast ratio.SOLUTION: A surface light source comprises a first light guide plate 10 and a second light guide plate 11 oppositely arranged, a prism sheet 15 arranged on the side of the first light guide plate, first light sources 8a and 8b that cause light to enter one side surface and the other side surface of the first light guide plate respectively, second light sources 9a and 9b that cause light to enter one side surface and the other side surface of the second light guide plate respectively, and a light source drive circuit 18 that drives the first light sources and the second light sources. The first light guide plate comprises first optical control parts 16a and 16b that deflect the light from the first light sources in specific directions between the one side surface and the other side surface, and comprises first flat parts 23 in respective regions on the side of the one side surface and the side of the other side surface across arrangement regions of the first optical control parts. The second light guide plate comprises second optical control parts 17a and 17b that deflect the light from the second light sources in specific directions in respective regions overlapping with arrangement regions of the respective first flat parts.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、面状に光を射出する発光面を有する面光源装置に関する。   The present invention relates to a surface light source device having a light emitting surface that emits light in a planar shape.

面光源装置の従来例は、例えば特許第4482286号公報(特許文献1)に記載されている。この特許文献1の図2に記載されるバックライトユニット(面光源装置)は、重ねて配置される2枚の導光板を有しており、各導光板の左右各端面近傍にはそれぞれ光源としての冷陰極管が配置されている。各導光板にはそれぞれ2箇所ずつ拡散反射層が設けられており、それぞれの拡散反射層に近い位置にある光源から入射した光が導光板の上面側へ出射するように構成されている。   A conventional example of the surface light source device is described in, for example, Japanese Patent No. 4482286 (Patent Document 1). The backlight unit (surface light source device) described in FIG. 2 of Patent Document 1 has two light guide plates arranged in a stacked manner, and a light source is provided near each of the left and right end surfaces of each light guide plate. The cold cathode tubes are arranged. Each light guide plate is provided with two diffuse reflection layers, and is configured such that light incident from a light source located near each diffuse reflection layer is emitted to the upper surface side of the light guide plate.

また、特許文献1の図6に記載されるバックライトユニットは、同じ高さで左右方向に並べて両者の一方端面が接するようにして配置された2つの上側導光板と、これら2つの上側導光板の下側にそれぞれ配置された2つの下側導光板を有しており、各導光板の他方端面にはそれぞれ光源が配置されている。各下側導光板は、各上側導光板よりも左右方向の長さが短く、各上側導光板の他方端面側に寄せて配置されている。各上側導光板にはそれぞれ1箇所の拡散反射層が設けられ、各下側導光板にもそれぞれ1箇所の拡散反射層が設けられており、これら合計4つの拡散反射層が互いに上下方向において重ならないように配置されている。   Further, the backlight unit described in FIG. 6 of Patent Document 1 includes two upper light guide plates arranged in the left-right direction at the same height and arranged such that one end surfaces of both are in contact with each other, and these two upper light guide plates There are two lower light guide plates respectively disposed on the lower side, and a light source is disposed on the other end surface of each light guide plate. Each lower light guide plate has a shorter length in the left-right direction than each upper light guide plate, and is arranged close to the other end face side of each upper light guide plate. Each upper light guide plate is provided with one diffuse reflection layer, and each lower light guide plate is also provided with one diffuse reflection layer. These four diffuse reflection layers overlap each other in the vertical direction. It is arranged not to become.

ところで、特許文献1の図2に記載されるバックライトユニットでは、各導光板の拡散反射層へは最も近い位置の光源から出射した光を入射させることが想定されているが、実際にはその拡散反射層から遠い位置の光源から出射した光の一部も入射してしまうため、光漏れが発生して輝度の均一性が低下し得るという点で改良の余地がある。   By the way, in the backlight unit described in FIG. 2 of Patent Document 1, it is assumed that the light emitted from the light source at the closest position is incident on the diffuse reflection layer of each light guide plate. Since part of the light emitted from the light source located far from the diffuse reflection layer also enters, there is room for improvement in that light leakage can occur and the luminance uniformity can be reduced.

他方で、特許文献1の図6に記載されるバックライトユニットでは、導光板の数が多くなるため、組み立て工数やコストが増えるという不都合がある。また、2つの上側導光板同士の継ぎ目において暗線が生じ得る。これについては継ぎ目に反射ミラーを設ける実施例も提案されているが、その場合には反射光によって継ぎ目に輝線が生じ得るという別の不都合が生じ得る。さらに、下側導光板の一方端面では境界部による輝度むらを防ぐために境界部をぼかす手段が施されているが、それにより、バックライトユニットを部分発光させる際の光の切れが悪くなり、コントラスト比が低下するという不都合が生じ得る。   On the other hand, the backlight unit described in FIG. 6 of Patent Document 1 has the disadvantage that the number of light guide plates is increased, resulting in increased assembly man-hours and costs. In addition, dark lines may occur at the joint between the two upper light guide plates. In this regard, an embodiment in which a reflection mirror is provided at the seam has been proposed, but in that case, another disadvantage that a bright line may be generated at the seam by reflected light may occur. Furthermore, on one end face of the lower light guide plate, there is a means to blur the boundary to prevent uneven brightness due to the boundary, but this makes it difficult to cut off the light when the backlight unit partially emits light. The disadvantage that the ratio is reduced can occur.

特許第4482286号公報Japanese Patent No. 4482286

本発明に係る具体的態様は、面光源装置の輝度均一性並びにコントラスト比を向上させることを目的の1つとする。   A specific aspect according to the present invention is to improve luminance uniformity and contrast ratio of a surface light source device.

[1]本発明に係る一態様の面光源装置は、(a)対向配置される第1導光板及び第2導光板と、(b)前記第1導光板側に配置されるプリズムシートと、(c)前記第1導光板の一方側面及び他方側面へ個別に光を入射させる第1光源と、(d)前記第2導光板の一方側面及び他方側面へ個別に光を入射させる第2光源と、(e)前記第1光源と前記第2光源を駆動する光源駆動回路を含み、(f)前記第1導光板は、前記一方側面と前記他方側面の間に前記第1光源からの光を特定方向へ偏向させる第1光学制御部を有するとともに、前記第1光学制御部の配置領域を挟んだ前記一方側面側と前記他方側面側の各領域に第1平坦部を有し、(g)前記第2導光板は、各前記第1平坦部の配置領域と重なる各領域に前記第2光源からの光を特定方向へ偏向させる第2光学制御部を有する、面光源装置である。
[2]本発明に係る他の態様の面光源装置は、(a)対向配置される第1導光板及び第2導光板と、(b)前記第2導光板側に配置されるプリズムシートと、(c)前記第1導光板の一方側面及び他方側面へ個別に光を入射させる第1光源と、(d)前記第2導光板の一方側面及び他方側面へ個別に光を入射させる第2光源と、(e)前記第1光源と前記第2光源を駆動する光源駆動回路を含み、(f)前記第1導光板は、前記一方側面と前記他方側面の間に前記第1光源からの光を特定方向へ偏向させる第1光学制御部を有し、(g)前記第2導光板は、前記第1光学制御部の配置領域と重なる領域に第2平坦部を有するとともに、前記第2平坦部の配置領域を挟んで前記一方側面側と前記他方側面側のそれぞれに位置する各領域に前記第2光源からの光を特定方向へ偏向させる第2光学制御部を有する、面光源装置である。
[1] A surface light source device according to one aspect of the present invention includes: (a) a first light guide plate and a second light guide plate disposed to face each other; and (b) a prism sheet disposed on the first light guide plate side. (C) a first light source for individually making light incident on one side surface and the other side surface of the first light guide plate; and (d) a second light source for individually making light incident on one side surface and the other side surface of the second light guide plate. And (e) a light source driving circuit for driving the first light source and the second light source, and (f) the first light guide plate is light from the first light source between the one side surface and the other side surface. A first optical control unit that deflects the first optical control unit in a specific direction, and a first flat portion in each of the one side surface side and the other side surface side across the arrangement region of the first optical control unit, and (g ) The second light guide plate applies light from the second light source to each region overlapping with the arrangement region of each first flat portion. A second optical control unit which deflects the directed, is a surface light source device.
[2] A surface light source device according to another aspect of the present invention includes: (a) a first light guide plate and a second light guide plate disposed to face each other; and (b) a prism sheet disposed on the second light guide plate side. (C) a first light source that individually makes light incident on one side surface and the other side surface of the first light guide plate; and (d) a second light source that makes light individually incident on one side surface and the other side surface of the second light guide plate. A light source; and (e) a light source driving circuit for driving the first light source and the second light source, and (f) the first light guide plate from the first light source between the one side surface and the other side surface. And (g) the second light guide plate has a second flat portion in a region overlapping an arrangement region of the first optical control unit, and the second optical control unit deflects the light in a specific direction. In each region located on each of the one side surface side and the other side surface side across the flat region arrangement region, A second optical control unit which deflects the light from the light source to a specific direction, is a surface light source device.

上記構成によれば、面光源装置の輝度均一性並びにコントラスト比を向上させることが可能となる。   According to the above configuration, the luminance uniformity and contrast ratio of the surface light source device can be improved.

図1は、一実施形態の面光源装置の構成を示す模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a surface light source device according to an embodiment. 図2は、光学制御部の構成例を示す模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of the optical control unit. 図3は、光源から出射する光の導光板内部での挙動(伝搬状態)について説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the behavior (propagation state) of the light emitted from the light source inside the light guide plate. 図4は、プリズムシートの構成例を示す模式的な断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of the prism sheet. 図5は、本実施形態の構成を有する面光源装置を想定した光学シミュレーション結果の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an optical simulation result assuming a surface light source device having the configuration of the present embodiment. 図6は、本実施形態の構成を有する面光源装置を想定した光学シミュレーション結果の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an optical simulation result assuming a surface light source device having the configuration of the present embodiment. 図7は、多くの発光領域を有する面光源装置の構成例を示す模式的な斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating a configuration example of a surface light source device having many light emitting regions. 図8は、他の実施形態の面光源装置の構成を示す模式的な断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a surface light source device according to another embodiment. 図9は、他の実施形態の面光源装置の構成を示す模式的な断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a surface light source device according to another embodiment.

図1は、一実施形態の面光源装置の構成を示す模式的な断面図である。図1に示す面光源装置100は、面状に光を射出する発光面を有するものであり、4つの光源8a、8b、9a、9b、2つの導光板10、11、3つの反射シート12、13、14、プリズムシート15、光源駆動回路18を含んで構成されている。この面光源装置100は、図中上側へ向けて光を射出するものであり、その発光面が4つの発光領域A01、A02、A03、A04に分割されており、各領域ごとに個別に光を射出可能に構成されている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a surface light source device according to an embodiment. A surface light source device 100 shown in FIG. 1 has a light emitting surface that emits light in a planar shape, and includes four light sources 8a, 8b, 9a, 9b, two light guide plates 10, 11, three reflecting sheets 12, 13, 14, a prism sheet 15, and a light source driving circuit 18. This surface light source device 100 emits light upward in the figure, and its light emitting surface is divided into four light emitting areas A01, A02, A03, A04, and light is individually emitted for each area. It is configured to be injectable.

光源8aは、導光板10の図中左端側に配置されており、導光板10の左端側の側面である光入射面へ光を入射させる。光源8bは、導光板10の図中右端側に配置されており、導光板10の右端部の側面である光入射面へ光を入射させる。光源9aは、導光板11の図中左端側に配置されており、導光板11の左端側の側面である光入射面へ光を入射させる。光源9bは、導光板11の図中右端側に配置されており、導光板11の右端側の側面である光入射面へ光を入射させる。本実施形態ではこれらの光源8a、8b、9a、9bは、LEDなどの発光素子を1つ以上含んで構成された光源であり、光源駆動回路18によって駆動される。なお、光源8a、8bが「第1光源」に対応し、光源9a、9bが「第2光源」に対応する。   The light source 8 a is disposed on the left end side in the drawing of the light guide plate 10, and makes light incident on a light incident surface that is a side surface on the left end side of the light guide plate 10. The light source 8 b is disposed on the right end side of the light guide plate 10 in the drawing, and makes light incident on a light incident surface that is a side surface of the right end portion of the light guide plate 10. The light source 9 a is disposed on the left end side in the drawing of the light guide plate 11, and makes light incident on a light incident surface that is a side surface on the left end side of the light guide plate 11. The light source 9 b is disposed on the right end side in the drawing of the light guide plate 11, and makes light incident on a light incident surface that is a side surface on the right end side of the light guide plate 11. In the present embodiment, these light sources 8 a, 8 b, 9 a, and 9 b are light sources configured to include one or more light emitting elements such as LEDs, and are driven by the light source driving circuit 18. The light sources 8a and 8b correspond to “first light sources”, and the light sources 9a and 9b correspond to “second light sources”.

導光板10は、各光源8a、8bから入射する光を導光し、上面側へ出射させるものである。同様に、導光板11は、各光源9a、9bから入射する光を導光し、上面側へ出射させるものである。本実施形態では、各導光板10、11は、フィルム状の導光板である。このような導光板の詳細な構造は、例えば特開2015−060765号公報などの公知文献に記載されているものを用いることができる。なお、導光板10が「第1導光板」に対応し、導光板11が「第2導光板」に対応する。   The light guide plate 10 guides light incident from the light sources 8a and 8b and emits the light to the upper surface side. Similarly, the light guide plate 11 guides light incident from the light sources 9a and 9b and emits it to the upper surface side. In this embodiment, each light guide plate 10 and 11 is a film-form light guide plate. As the detailed structure of such a light guide plate, for example, those described in publicly known documents such as JP-A-2015-060765 can be used. The light guide plate 10 corresponds to a “first light guide plate”, and the light guide plate 11 corresponds to a “second light guide plate”.

導光板10は、図中左右方向における中央側に2つの光学制御部16a、16bを有しており、これら光学制御部16a、16bの配置された領域を挟んで左端側(左側面側)と右端側(右側面側)のそれぞれに平坦部(透光部)23を有している。なお、2つの光学制御部16a、16bが「第1光学制御部」に対応し、平坦部23が「第1平坦部」に対応する。   The light guide plate 10 has two optical control units 16a and 16b on the center side in the left-right direction in the figure, and a left end side (left side) and a region where the optical control units 16a and 16b are arranged. Each has a flat portion (translucent portion) 23 on the right end side (right side surface side). The two optical control units 16a and 16b correspond to “first optical control unit”, and the flat portion 23 corresponds to “first flat portion”.

各光学制御部16a、16bは、導光板10の図中下面に設けられている。光学制御部16aは、光源8aから入射する光を反射して導光板10の図中上面側へ出射させるものであり、複数の微小な凹凸によって形成される反射面を有している。同様に、光学制御部16bは、光源8bから入射する光を反射して導光板10の図中上面側へ出射させるものであり、複数の微小な凹凸によって形成される反射面を有している。   Each of the optical control units 16a and 16b is provided on the lower surface of the light guide plate 10 in the drawing. The optical control unit 16a reflects the light incident from the light source 8a and emits it to the upper surface side of the light guide plate 10 in the figure, and has a reflection surface formed by a plurality of minute irregularities. Similarly, the optical control unit 16b reflects light incident from the light source 8b and emits it to the upper surface side of the light guide plate 10 in the drawing, and has a reflection surface formed by a plurality of minute irregularities. .

各平坦部23は、導光板10の各々平坦な上面と下面に挟まれた部分であり、透光性を有する。これらの平坦部23は、導光板10の下側に配置された導光板11から出射する光を透過させてプリズムシート15へ入射させるためのものである。また、各平坦部23は、各光源8a、8bから入射する光を各光学制御部16a、16bへ到達させるための導波路としても機能する。   Each flat portion 23 is a portion sandwiched between flat upper and lower surfaces of the light guide plate 10 and has translucency. These flat portions 23 are used to transmit light emitted from the light guide plate 11 disposed below the light guide plate 10 and to enter the prism sheet 15. Each flat portion 23 also functions as a waveguide for causing light incident from each light source 8a, 8b to reach each optical control portion 16a, 16b.

導光板11は、図中左右方向における左端側および右端側に2つの光学制御部17a、17bを有しており、かつこれら光学制御部17a、17bの配置された領域に挟まれた領域であって上記した光学制御部16a、16bの配置された領域と重なる領域に平坦部24を有している。なお、2つの光学制御部17a、17bが「第2光学制御部」に対応し、平坦部24が「第2平坦部」に対応する。   The light guide plate 11 has two optical control units 17a and 17b on the left end side and the right end side in the left-right direction in the figure, and is a region sandwiched between regions where the optical control units 17a and 17b are arranged. The flat portion 24 is provided in a region overlapping the region where the optical control units 16a and 16b are disposed. The two optical control units 17a and 17b correspond to the “second optical control unit”, and the flat portion 24 corresponds to the “second flat portion”.

各光学制御部17a、17bは、導光板11の図中下面に設けられている。光学制御部17aは、光源9aから入射する光を反射して導光板11の図中上面側へ出射させるものであり、複数の微小な凹凸によって形成される反射面を有している。同様に、光学制御部17bは、光源9bから入射する光を反射して導光板11の図中上面側へ出射させるものであり、複数の微小な凹凸によって形成される反射面を有している。   Each optical control unit 17a, 17b is provided on the lower surface of the light guide plate 11 in the drawing. The optical control unit 17a reflects light incident from the light source 9a and emits it to the upper surface side of the light guide plate 11 in the figure, and has a reflection surface formed by a plurality of minute irregularities. Similarly, the optical control unit 17b reflects light incident from the light source 9b and emits it to the upper surface side of the light guide plate 11 in the figure, and has a reflection surface formed by a plurality of minute irregularities. .

平坦部(透光部)24は、導光板11の各々平坦な上面と下面に挟まれた部分であり、透光性を有する。   The flat part (translucent part) 24 is a part sandwiched between the flat upper and lower surfaces of the light guide plate 11 and has translucency.

反射シート12は、導光板10の下面側において、この導光板10に設けられた各光学制御部16a、16bと平面視で重なるようにして配置されている。反射シート12と導光板10の各光学制御部16a、16bとの間には空気層が存在する。   The reflection sheet 12 is disposed on the lower surface side of the light guide plate 10 so as to overlap the optical control units 16a and 16b provided on the light guide plate 10 in plan view. An air layer exists between the reflection sheet 12 and the optical control units 16 a and 16 b of the light guide plate 10.

反射シート13は、導光板11の下面側において、この導光板11に設けられた光学制御部17aと平面視で重なるようにして配置されている。同様に、反射シート14は、導光板11の下面側において、この導光板11に設けられた光学制御部17bと平面視で重なるようにして配置されている。各反射シート13、14と導光板11の各光学制御部17a、17bとの間には空気層が存在する。   The reflection sheet 13 is arranged on the lower surface side of the light guide plate 11 so as to overlap the optical control unit 17a provided on the light guide plate 11 in plan view. Similarly, the reflection sheet 14 is disposed on the lower surface side of the light guide plate 11 so as to overlap the optical control unit 17b provided on the light guide plate 11 in plan view. There is an air layer between the reflection sheets 13 and 14 and the optical control units 17 a and 17 b of the light guide plate 11.

プリズムシート15は、導光板10と対向する一面側に多数のプリズム部を有しており、この一面側に斜め方向から入射する光を他面側の法線方向へ出射させる。   The prism sheet 15 has a large number of prism portions on one surface facing the light guide plate 10, and emits light incident on the one surface from an oblique direction in the normal direction on the other surface.

図2は、光学制御部の構成例を示す模式的な断面図である。図示のように、光学制御部16aと光学制御部16bとは、ある基準位置a(例えば導光板10の図中左右方向における中央)を挟んで左右対称な形状を有する。なお、ここでは導光板10に設けられた各光学制御部16a、16bの構成例を示すが、導光板11に設けられた各光学制御部17a、17bについても同様に、ある基準位置を挟んで左右対称な形状を有している。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of the optical control unit. As illustrated, the optical control unit 16a and the optical control unit 16b have a symmetrical shape with a certain reference position a (for example, the center of the light guide plate 10 in the left-right direction in the figure) interposed therebetween. In addition, although the example of a structure of each optical control part 16a, 16b provided in the light-guide plate 10 is shown here, similarly about each optical control part 17a, 17b provided in the light-guide plate 11, it sandwiches a certain reference position. It has a symmetrical shape.

光学制御部16aは、導光板10の図中下面に設けられた断面三角形状の凸部である複数のプリズム部20aを含んで構成されている。各プリズム部20aは、2つの斜面21a、22aを有する。同様に、光学制御部16bは、導光板10の図中下面に設けられた断面三角形状の凸部である複数のプリズム部20bを含んで構成されている。各プリズム部20bは、2つの斜面21b、22bを有する。なお、このような光学制御部16a等の詳細な構造については、例えば特許第5066741号公報などの公知文献に記載されているものを用いることができる。   The optical control unit 16a includes a plurality of prism portions 20a which are convex portions having a triangular cross section provided on the lower surface of the light guide plate 10 in the drawing. Each prism portion 20a has two inclined surfaces 21a and 22a. Similarly, the optical control part 16b is comprised including the some prism part 20b which is a convex part of the cross-sectional triangle shape provided in the lower surface in the figure of the light-guide plate 10. As shown in FIG. Each prism portion 20b has two inclined surfaces 21b and 22b. In addition, about detailed structures, such as such an optical control part 16a, what was described in well-known literatures, such as patent 5066741, can be used, for example.

図3は、光源から出射する光の導光板内部での挙動(伝搬状態)について説明するための図である。ここでは、導光板10と反射シート12が部分的に示されており、導光板10内部における光路が細線によって模式的に示されている。なお、ここでは光源8aから導光板10に入射する光について説明するが、光源8bから導光板10に入射する光、光源9aまたは9bから導光板11に入射する光についてもその挙動は同様である。   FIG. 3 is a diagram for explaining the behavior (propagation state) of the light emitted from the light source inside the light guide plate. Here, the light guide plate 10 and the reflection sheet 12 are partially shown, and the optical path inside the light guide plate 10 is schematically shown by thin lines. Although the light incident on the light guide plate 10 from the light source 8a will be described here, the behavior is the same for the light incident on the light guide plate 10 from the light source 8b and the light incident on the light guide plate 11 from the light source 9a or 9b. .

光源8aから導光板10に入射した光は、プリズム部20aにおいて反射されることによって導光板10の上面側へ出射する。また、プリズム部20aを透過した光は、その下側の反射シート12によって反射されてプリズム部20aへ戻り、導光板10の上面側へ出射する。これら導光板10の上面へ出射する光は、乱反射光や拡散光ではなく直進性を持つ光として導光板10の上面に一定角度で偏向されて出射する。また、各平坦部23では光学制御部16aが存在しないため、これらの平坦部23に入射した光は導光板10の内部において全反射を繰り返して伝搬する。   The light that has entered the light guide plate 10 from the light source 8a is reflected by the prism portion 20a and is emitted to the upper surface side of the light guide plate 10. The light transmitted through the prism portion 20 a is reflected by the lower reflection sheet 12, returns to the prism portion 20 a, and is emitted to the upper surface side of the light guide plate 10. The light emitted to the upper surface of the light guide plate 10 is deflected to the upper surface of the light guide plate 10 at a constant angle and emitted as light having straightness rather than diffusely reflected light or diffused light. In addition, since the optical control unit 16 a does not exist in each flat part 23, the light incident on these flat parts 23 propagates by repeating total reflection inside the light guide plate 10.

図4は、プリズムシートの構成例を示す模式的な断面図である。図示のようにプリズムシート15は、導光板10と対向する一面側(図中下面)に、各々の断面が略三角形であって紙面と直交方向に厚さ方向を有する三角柱状の凸部であるプリズム部30a、30bを複数有している。各プリズム部30a、30bの形状は、図4に示すように∠OABと∠OACと弧ACの半径によって決定される。弧ACのほかに直線もしくはスプライン曲線、放物線等の任意曲線を用いてもよい。各プリズム部30aは、∠OABに対応する斜面31aと、弧ACに対応する斜面32aを有する。各プリズム部30bは、∠OABに対応する斜面31bと、弧ACに対応する斜面32bを有する。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of the prism sheet. As shown in the figure, the prism sheet 15 is a triangular prism-shaped convex portion on one surface (lower surface in the drawing) facing the light guide plate 10, each having a substantially triangular cross section and having a thickness direction perpendicular to the paper surface. A plurality of prism portions 30a and 30b are provided. The shape of each prism portion 30a, 30b is determined by the radius of ∠OAB, ∠OAC and arc AC as shown in FIG. In addition to the arc AC, an arbitrary curve such as a straight line, a spline curve, or a parabola may be used. Each prism portion 30a has a slope 31a corresponding to the flange OAB and a slope 32a corresponding to the arc AC. Each prism portion 30b has a slope 31b corresponding to the flange OAB and a slope 32b corresponding to the arc AC.

図示のように、各プリズム部30aと各プリズム部30bとは、ある基準位置b(例えばプリズムシート15の図中左右方向における中央)を挟んで左右対称な形状を有する。プリズムシート15の図中左側部分である各プリズム部30aの配置された部分は、上記した発光領域A01、A02に対応付けられている。導光板10、11から出射した光は、各プリズム部30aの斜面31aへ入射して屈折し、斜面32aにおいて全反射されて、プリズムシート15の上面の法線方向へ出射する。同様に、プリズムシート15の図中右側部分である各プリズム部30bの配置された部分は、上記した発光領域A03、A04に対応付けられている。導光板10、11から出射した光は、各プリズム部30bの斜面31bへ入射して屈折し、斜面32bにおいて全反射されて、プリズムシート15の上面の法線方向へ出射する。なお、このようなプリズムシート15の詳細な構造については、例えば特許第4044511号公報などの公知文献に記載されているものを用いることができる。   As shown in the figure, each prism portion 30a and each prism portion 30b have a symmetrical shape with a certain reference position b (for example, the center of the prism sheet 15 in the left-right direction in the figure) interposed therebetween. The portion where each prism portion 30a, which is the left portion of the prism sheet 15, is associated with the light emitting areas A01 and A02 described above. The light emitted from the light guide plates 10 and 11 is incident on the inclined surface 31a of each prism portion 30a, refracted, totally reflected by the inclined surface 32a, and emitted in the normal direction of the upper surface of the prism sheet 15. Similarly, the portion where each prism portion 30b, which is the right portion of the prism sheet 15 in the drawing, is associated with the light emitting areas A03 and A04 described above. The light emitted from the light guide plates 10 and 11 is incident on the inclined surface 31b of each prism portion 30b and refracted, totally reflected by the inclined surface 32b, and emitted in the normal direction of the upper surface of the prism sheet 15. In addition, about the detailed structure of such a prism sheet 15, what is described in well-known literatures, such as patent 4044511, can be used, for example.

図5および図6は、本実施形態の構成を有する面光源装置を想定した光学シミュレーション結果の一例を示す図である。図5(A)は4つの発光領域をすべて発光させた場合の輝度を表した図であり、図5(B)は2つの発光領域A02、A03を発光させた場合の輝度を表した図であり、図5(C)は2つの発光領域A01、A04を発光させた場合の輝度を表した図である。また、図6(A)〜図6(D)は、4つの発光領域A01、A02、A03、A04をそれぞれ個別に発光させた場合の輝度を表した図である。各図に示されるように、各発光領域ごとに分割して発光させた場合にも、漏れ光による影響を受けずに発光領域ごとのコントラスト比が良いことが分かる。また、発光領域ごとに導光板を分割する必要がなく、導光板同士の継ぎ目や反射ミラーの設置による境界部の輝度むらの問題が生じないため、全発光領域を発光させるとき、または隣り合う発光領域を発光させるときの輝度をより均一にできることが分かる。   5 and 6 are diagrams illustrating an example of an optical simulation result assuming a surface light source device having the configuration of the present embodiment. FIG. 5A is a diagram showing the luminance when all the four light emitting regions emit light, and FIG. 5B is a diagram showing the luminance when the two light emitting regions A02 and A03 are made to emit light. FIG. 5C is a diagram showing the luminance when the two light emitting areas A01 and A04 are caused to emit light. FIGS. 6A to 6D are diagrams showing the luminance when the four light emitting regions A01, A02, A03, and A04 are individually emitted. As shown in each figure, it can be seen that even when light is emitted separately for each light emitting region, the contrast ratio for each light emitting region is good without being affected by leakage light. In addition, there is no need to divide the light guide plate for each light emitting region, and there is no problem of uneven brightness at the boundary due to the joint between the light guide plates or the installation of the reflecting mirror. It turns out that the brightness | luminance when light-emitting a region can be made more uniform.

上記のように本実施形態の面光源装置100は、発光領域A01、A02、A03、A04のそれぞれ個別に光を放出することができる。すなわち、発光面を各発光領域ごとに分割して発光させることができる。また、各導光板10、11における光の直進性が高いので、光源から出射する光の主たる進行方向に対して略直交する方向に複数の発光領域を設け、複数の光源を用いてそれらの駆動をブロックごとに行うことで、より多くの発光領域を個別に発光させることができる。これを実現する面光源装置の構成例を以下に説明する。   As described above, the surface light source device 100 of the present embodiment can individually emit light in the light emitting areas A01, A02, A03, and A04. That is, the light emitting surface can be divided for each light emitting region to emit light. In addition, since the light guide plates 10 and 11 have high linearity of light, a plurality of light emitting areas are provided in a direction substantially orthogonal to the main traveling direction of the light emitted from the light source, and the light sources are used to drive them. By performing for each block, more light emitting regions can be made to emit light individually. A configuration example of a surface light source device that realizes this will be described below.

図7は、多くの発光領域を有する面光源装置の構成例を示す模式的な斜視図である。図示の面光源装置100aは、図中上下方向であるy方向に重ねて配置された導光板10、11の両端部に、図中の奥行き方向であるz方向(左右両側面の長手方向)に沿って多数配列された発光素子からなる光源8a、8b、9a、9bを用いる。各導光板10、11の構成は上記と同様であり、また各導光板10、11の下面側にはそれぞれ反射シート12、13、14が設けられている。また、プリズムシート15については図示を省略しているが実際には導光板10の上面側に配置される。   FIG. 7 is a schematic perspective view illustrating a configuration example of a surface light source device having many light emitting regions. The illustrated surface light source device 100a is arranged at both ends of the light guide plates 10 and 11 arranged in the y direction, which is the vertical direction in the drawing, in the z direction (longitudinal direction of both left and right side surfaces) in the drawing. Light sources 8 a, 8 b, 9 a, 9 b made up of light emitting elements arranged along a large number are used. The structure of each light guide plate 10 and 11 is the same as the above, and reflection sheets 12, 13 and 14 are provided on the lower surface side of each light guide plate 10 and 11, respectively. The prism sheet 15 is not shown in the drawing, but is actually disposed on the upper surface side of the light guide plate 10.

図示の例では、各光源8a、8b、9a、9bについて、それぞれ4つずつの発光素子を1ブロックとして各ブロックごとに発光素子を点消灯制御する。また、上記の通りx方向(図中左右方向である)については、各ブロックごとに4つの発光領域を個別に発光させることができる。従って、例えば、図中手前のブロックの各光源8a、8b、9a、9bにおける各々4つずつの発光素子を個別に発光させることで、発光領域A01、A02、A03、A04を個別に発光させることができる。このようなブロックを奥行き方向(z方向)にm列設けているので、発光領域A11、A12、A13、A14、発光領域A21、A22、A23、A24、・・・発光領域Am1、Am2、Am3、Am4を個別に発光させることができる。すなわち、図示の例では4×m個の発光領域を個別に発光させることができる。なお、各ブロックに割り当てる発光素子の数は4つに限られない。例えば、1つとしてもよく、その場合にはさらに細かく分かれた発光領域を設けることができる。   In the illustrated example, for each of the light sources 8a, 8b, 9a, and 9b, four light emitting elements are set as one block, and the light emitting elements are controlled to be turned on and off for each block. Further, as described above, in the x direction (the horizontal direction in the figure), the four light emitting areas can be made to emit light individually for each block. Therefore, for example, each of the four light emitting elements in each of the light sources 8a, 8b, 9a, and 9b in the front block in the figure individually emits light, thereby causing the light emitting areas A01, A02, A03, and A04 to emit light individually. Can do. Since such blocks are provided in m rows in the depth direction (z direction), the light emitting areas A11, A12, A13, A14, the light emitting areas A21, A22, A23, A24,..., The light emitting areas Am1, Am2, Am3, Am4 can be made to emit light individually. In other words, in the illustrated example, 4 × m light emitting regions can be made to emit light individually. Note that the number of light emitting elements assigned to each block is not limited to four. For example, it may be one, and in that case, a more finely divided light emitting region can be provided.

図8は、他の実施形態の面光源装置の構成を示す模式的な断面図である。ここで示す面光源装置100bは、上記した図1に示した面光源装置100と比べ、導光板10と導光板11の上下関係を入れ替えた点が主に異なっている。導光板10、11の入れ替えに伴い、各光源8a、8b、9a、9bの位置も入れ替わり、各反射シート12、13、14の位置も入れ替わっている。この面光源装置100bでは、平坦部24を介して導光板10から出射する光が導光板11の平坦部24を透過してプリズムシート15へ入射する。このような構成によっても上記図1に示した構成の面光源装置100と同様の効果を得られる。なお、この実施形態の面光源装置100bについて、図9に示すように、下側の導光板10cの左右方向の幅を各光学制御部16a、16cの配置範囲に対応して短くしてもよい。この実施形態の面光源装置100cでは、平坦部が省略されて各光源8a、8bと各光学制御部16a、16bとの間がより近づくので、発光面の中心輝度を高める効果が得られる。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a surface light source device according to another embodiment. The surface light source device 100b shown here is mainly different from the surface light source device 100 shown in FIG. 1 described above in that the vertical relationship between the light guide plate 10 and the light guide plate 11 is changed. With the replacement of the light guide plates 10 and 11, the positions of the light sources 8a, 8b, 9a, and 9b are also switched, and the positions of the reflection sheets 12, 13, and 14 are also switched. In this surface light source device 100 b, light emitted from the light guide plate 10 through the flat portion 24 passes through the flat portion 24 of the light guide plate 11 and enters the prism sheet 15. Even with such a configuration, the same effect as the surface light source device 100 having the configuration shown in FIG. 1 can be obtained. In the surface light source device 100b of this embodiment, as shown in FIG. 9, the horizontal width of the lower light guide plate 10c may be shortened corresponding to the arrangement range of the optical control units 16a and 16c. . In the surface light source device 100c of this embodiment, since the flat portion is omitted and the light sources 8a and 8b and the optical control units 16a and 16b are closer to each other, an effect of increasing the central luminance of the light emitting surface can be obtained.

以上のような各実施形態によれば、輝度均一性並びにコントラスト比を向上させた面光源装置が得られる。   According to each embodiment as described above, a surface light source device with improved luminance uniformity and contrast ratio can be obtained.

なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、各光源を構成する発光素子は上記したLEDに限られない。   Note that the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, the light emitting elements constituting each light source are not limited to the above-described LEDs.

100、100a、100b、100c:面光源装置
8a、8b、9a、9b:光源
10、10c、11:導光板
12、13、14:反射シート
15:プリズムシート
16a、16b、17a、17b:光学制御部
18:光源駆動回路
20a、20b:プリズム部
21a、22a、21b、22b:斜面
23、24:平坦部
30a、30b:プリズム部
31a、31b、32a、32b:斜面
100, 100a, 100b, 100c: surface light source device 8a, 8b, 9a, 9b: light source 10, 10c, 11: light guide plate 12, 13, 14: reflection sheet 15: prism sheet 16a, 16b, 17a, 17b: optical control Part 18: Light source drive circuit 20a, 20b: Prism part 21a, 22a, 21b, 22b: Slope 23, 24: Flat part 30a, 30b: Prism part 31a, 31b, 32a, 32b: Slope

Claims (8)

対向配置される第1導光板及び第2導光板と、
前記第1導光板側に配置されるプリズムシートと、
前記第1導光板の一方側面及び他方側面へ個別に光を入射させる第1光源と、
前記第2導光板の一方側面及び他方側面へ個別に光を入射させる第2光源と、
前記第1光源と前記第2光源を駆動する光源駆動回路と、
を含み、
前記第1導光板は、前記一方側面と前記他方側面の間に前記第1光源からの光を特定方向へ偏向させる第1光学制御部を有するとともに、前記第1光学制御部の配置領域を挟んだ前記一方側面側と前記他方側面側の各領域に第1平坦部を有し、
前記第2導光板は、各前記第1平坦部の配置領域と重なる各領域に前記第2光源からの光を特定方向へ偏向させる第2光学制御部を有する、
面光源装置。
A first light guide plate and a second light guide plate disposed to face each other;
A prism sheet disposed on the first light guide plate side;
A first light source for individually making light incident on one side surface and the other side surface of the first light guide plate;
A second light source for individually making light incident on one side surface and the other side surface of the second light guide plate;
A light source driving circuit for driving the first light source and the second light source;
Including
The first light guide plate includes a first optical control unit that deflects light from the first light source in a specific direction between the one side surface and the other side surface, and sandwiches an arrangement region of the first optical control unit. It has a first flat portion in each region on the one side surface side and the other side surface side,
The second light guide plate has a second optical control unit that deflects light from the second light source in a specific direction in each region overlapping with an arrangement region of each first flat part.
Surface light source device.
前記第2導光板は、前記第1光学制御部の配置領域と重なる領域に第2平坦部を有する、
請求項1に記載の面光源装置。
The second light guide plate has a second flat portion in a region overlapping the arrangement region of the first optical control unit,
The surface light source device according to claim 1.
対向配置される第1導光板及び第2導光板と、
前記第2導光板側に配置されるプリズムシートと、
前記第1導光板の一方側面及び他方側面へ個別に光を入射させる第1光源と、
前記第2導光板の一方側面及び他方側面へ個別に光を入射させる第2光源と、
前記第1光源と前記第2光源を駆動する光源駆動回路と、
を含み、
前記第1導光板は、前記一方側面と前記他方側面の間に前記第1光源からの光を特定方向へ偏向させる第1光学制御部を有し、
前記第2導光板は、前記第1光学制御部の配置領域と重なる領域に第2平坦部を有するとともに、前記第2平坦部の配置領域を挟んで前記一方側面側と前記他方側面側のそれぞれに位置する各領域に前記第2光源からの光を特定方向へ偏向させる第2光学制御部を有する、
面光源装置。
A first light guide plate and a second light guide plate disposed to face each other;
A prism sheet disposed on the second light guide plate side;
A first light source for individually making light incident on one side surface and the other side surface of the first light guide plate;
A second light source for individually making light incident on one side surface and the other side surface of the second light guide plate;
A light source driving circuit for driving the first light source and the second light source;
Including
The first light guide plate has a first optical control unit that deflects light from the first light source in a specific direction between the one side surface and the other side surface,
The second light guide plate has a second flat portion in a region overlapping the arrangement region of the first optical control unit, and each of the one side surface side and the other side surface side of the second flat portion with the arrangement region of the second flat portion interposed therebetween. A second optical control unit for deflecting light from the second light source in a specific direction in each region located at
Surface light source device.
前記第1導光板は、前記第1光学制御部の配置領域を挟んだ前記一方側面側と前記他方側面側の各領域に第1平坦部を有する、
請求項3に記載の面光源装置。
The first light guide plate has a first flat portion in each of the one side surface side and the other side surface side across the arrangement region of the first optical control unit,
The surface light source device according to claim 3.
前記第1光学制御部は、前記一方側面と前記他方側面の間の基準位置を挟んで対称な形状を有しており、当該基準位置を挟んだ各領域において互いに異なる特定方向へ光を偏向させる、
請求項1〜4の何れか1項に記載の面光源装置。
The first optical control unit has a symmetrical shape with a reference position between the one side surface and the other side surface sandwiched, and deflects light in different specific directions in each region sandwiching the reference position. ,
The surface light source device according to claim 1.
前記第2光学制御部は、前記一方側面と前記他方側面の間の基準位置を挟んで対称な形状を有しており、当該基準位置を挟んだ各領域において互いに異なる方向へ光を偏向させる、
請求項1〜4の何れか1項に記載の面光源装置。
The second optical control unit has a symmetrical shape across a reference position between the one side surface and the other side surface, and deflects light in different directions in each region across the reference position.
The surface light source device according to claim 1.
前記プリズムシートは、一面側に斜め方向から入射する光を他面側の法線方向へ出射させる、
請求項1〜6の何れか1項に記載の面光源装置。
The prism sheet emits light incident on one surface side from an oblique direction in the normal direction on the other surface side,
The surface light source device according to claim 1.
前記第1光源は、前記第1導光板の前記一方側面及び他方側面の各長手方向に沿って配列される複数の第1発光素子を有し、
前記第2光源は、前記第2導光板の前記一方側面及び他方側面の各長手方向に沿って配列される複数の第2発光素子を有し、
前記光源駆動装置は、前記複数の第1発光素子について前記第1導光板の前記一方側面及び他方側面の各々において1つ以上の前記第1発光素子を含むブロックを設定して当該ブロック毎に点消灯制御するとともに、前記複数の第2発光素子について前記第2導光板の前記一方側面及び他方側面の各々において1つ以上の前記第2発光素子を含むブロックを設定して当該ブロック毎に点消灯制御する、
請求項1〜7の何れか1項に記載の面光源装置。
The first light source has a plurality of first light emitting elements arranged along each longitudinal direction of the one side surface and the other side surface of the first light guide plate,
The second light source has a plurality of second light emitting elements arranged along each longitudinal direction of the one side surface and the other side surface of the second light guide plate,
The light source driving device sets, for each of the plurality of first light emitting elements, a block including one or more first light emitting elements on each of the one side surface and the other side surface of the first light guide plate. In addition to controlling turning off, for each of the plurality of second light emitting elements, a block including one or more second light emitting elements is set on each of the one side surface and the other side surface of the second light guide plate, and the light is turned on and off for each block. Control,
The surface light source device according to claim 1.
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