JP2018198158A - Surface light source device - Google Patents

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Lingwei Goh
リングウェイ ゴー
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庸次 沖
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Masatsuna Sawada
正綱 澤田
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Abstract

To suppress luminance unevenness of a surface light source device.SOLUTION: A surface light source device 100 includes: first and second light guide plates 10a and 10b; first and second reflection sheets 12a and 12b; first and second light sources 8a and 8b; and a light source drive circuit 19. The first light guide plate has a first optical control portion 16a deflecting light made incident from one side surface in a specified direction to emit it, and a first translucent portion 23a provided on a distal side from the first light source. The second light guide plate has a second translucent portion 23b transmitting the light made incident from the one side surface, and a second optical control portion 16b provided at a distal side from the second light source than the second light guide plate and deflecting the light in the specified direction to emit it. The first light guide plate and the second light guide plate are disposed so as to cause the first reflection sheet and the first optical control portion to overlap with each other, and to cause the second optical control portion and the first translucent portion to overlap with each other, in a lamination direction thereof.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4949278号公報(特許文献1)に記載されている。この特許文献1に記載される面状照明装置(面光源装置)は、長さの異なる複数の透明基板を積層配置して階段形状に構成された導光ユニットと、この導光ユニットの各透明基板ごとに配置された光源と、各透明基板の出射面側と反対側に設けられた反射部材を備えており、各透明基板には光源から入射する光を出射面側へ向けるための光路変換手段が設けられている。   A conventional example of a surface light source device is described in, for example, Japanese Patent No. 4949278 (Patent Document 1). The planar illumination device (surface light source device) described in Patent Document 1 includes a light guide unit configured in a staircase shape by stacking a plurality of transparent substrates having different lengths, and each transparent light guide unit. Each light source has a light source arranged on each substrate and a reflecting member provided on the opposite side of the output surface of each transparent substrate, and each transparent substrate has an optical path conversion for directing light incident from the light source toward the output surface. Means are provided.

ところで、特許文献1に記載される面状照明装置では、長さの異なる透明基板を重ねて階段形状に構成しているため、光出射面側から見たときに各透明基板の端部において照射光の切れ目が出来てしまいやすく、この切れ目が暗線として視認されて輝度ムラを生じさせるという点で改良の余地がある。このような輝度ムラは、照射光の高輝度化に伴ってより顕著になる。   By the way, in the planar illuminating device described in patent document 1, since the transparent substrate from which length differs is comprised in step shape, it irradiates in the edge part of each transparent substrate when it sees from the light-projection surface side. There is room for improvement in that light breaks are likely to occur, and the breaks are visually recognized as dark lines, resulting in uneven brightness. Such luminance unevenness becomes more conspicuous as the luminance of the irradiation light increases.

特許第4949278号公報Japanese Patent No. 4949278

本発明に係る具体的態様は、面光源装置の輝度ムラを抑制し、コントラストを向上することを目的の1つとする。   A specific aspect according to the present invention is to suppress luminance unevenness of a surface light source device and improve contrast.

本発明に係る一態様の面光源装置は、光出射面から面状に光を出射させる面光源装置であって、(a)積層して配置される第1導光板及び第2導光板と、(b)前記第1導光板の一方側面から光を入射させる第1光源と、(c)前記第1導光板と同じ側の前記第2導光板の一方側面から光を入射させる第2光源と、(d)前記第1光源及び前記第2光源を駆動する光源駆動回路と、(e)前記第1導光板の前記第2導光板との対向面側において当該対向面の前記第1光源に近い側の一部領域と平面視で重なるようにして配置された第1反射シートと、(f)前記第2導光板の前記第1導光板との対向面と反対面側において当該反対面のほぼ全体と平面視で重なるようにして配置された第2反射シートと、を含み、(g)前記第1導光板は、前記一方側面から入射する光を特定方向へ偏向させて当該第1導光板から出射させる第1光学制御部と、当該第1光学制御部よりも前記第1光源から遠い側に設けられた第1透光部と、を有しており、(h)前記第2導光板は、前記一方側面から入射する光を伝搬させる第2透光部と、当該第2導光部よりも前記第2光源から遠い側に設けられており前記光を特定方向へ偏向させて当該第2導光板から出射させる第2光学制御部と、を有しており、(i)前記第1導光板と前記第2導光板は、その積層方向において、前記第1反射シートと前記第1光学制御部とが重なるとともに、前記第2光学制御部と前記第1透光部とが重なるように配置されている、面光源装置である。   A surface light source device according to an aspect of the present invention is a surface light source device that emits light in a planar shape from a light emitting surface, and (a) a first light guide plate and a second light guide plate arranged in a stacked manner, (B) a first light source that causes light to enter from one side surface of the first light guide plate; and (c) a second light source that causes light to enter from one side surface of the second light guide plate on the same side as the first light guide plate. (D) a light source driving circuit for driving the first light source and the second light source, and (e) the first light source on the facing surface on the facing surface side of the first light guide plate with the second light guide plate. A first reflection sheet disposed so as to overlap with a partial region on the near side in a plan view; and (f) a surface of the second light guide plate opposite to the surface facing the first light guide plate. A second reflection sheet disposed so as to overlap the entire surface in plan view, and (g) the first light guide plate includes a front On the other hand, a first optical control unit that deflects light incident from the side surface in a specific direction and emits the light from the first light guide plate, and a first transparent unit provided on a side farther from the first light source than the first optical control unit. (H) the second light guide plate has a second light transmissive portion for propagating light incident from the one side surface, and the second light source more than the second light guide portion. A second optical control unit that is provided on a far side and deflects the light in a specific direction and emits the light from the second light guide plate, and (i) the first light guide plate and the second light guide plate. The light plate is arranged such that, in the stacking direction, the first reflection sheet and the first optical control unit overlap, and the second optical control unit and the first light transmission unit overlap. Device.

上記構成によれば、面光源装置の輝度ムラを抑制し、コントラストを向上することが可能となる。   According to the above configuration, it is possible to suppress the uneven brightness of the surface light source device and improve the contrast.

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、下層側の導光板の透光部の構造を示す平面図および部分拡大平面図である。FIG. 5 is a plan view and a partially enlarged plan view showing the structure of the light-transmitting portion of the light guide plate on the lower layer side. 図6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. 6 is a schematic perspective view showing a configuration example of a surface light source device having many light emitting areas. 図7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. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a surface light source device according to another embodiment. 図8は、導光板の上面側に光学制御部を設けた場合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. 8 is a diagram for explaining the behavior (propagation state) inside the light guide plate when the optical control unit is provided on the upper surface side of the light guide plate. 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10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. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a surface light source device according to another embodiment. 図11は、切断部領域を拡大して示した斜視図である。FIG. 11 is an enlarged perspective view showing a cutting portion region.

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、光出射面(発光面)から面状に光を出射させるものであり、2つの光源8a、8b、2つの導光板10a、10b、2つの反射シート12a、12b、プリズムシート14、光源駆動回路19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、その光出射面が2つの発光領域A01、A02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。本実施形態ではプリズムシート14の上面が「光出射面」を構成する。なお、本実施形態では導光板10aが「第1導光板」に対応し、導光板10bが「第2導光板」に対応し、光学制御部16aが「第1光学制御部」に対応し、光学制御部16bが「第2光学制御部」に対応する。   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 emits light in a planar shape from a light emitting surface (light emitting surface), and includes two light sources 8a and 8b, two light guide plates 10a and 10b, two reflecting sheets 12a, 12b, the prism sheet 14, and the light source drive circuit 19 are comprised. This surface light source device 100 emits light toward the upper side in the figure, and its light emission surface is divided into two light emitting areas A01 and A02, and light can be emitted individually for each area. It is configured. In the present embodiment, the upper surface of the prism sheet 14 constitutes a “light emitting surface”. In this embodiment, the light guide plate 10a corresponds to the “first light guide plate”, the light guide plate 10b corresponds to the “second light guide plate”, the optical control unit 16a corresponds to the “first optical control unit”, The optical control unit 16b corresponds to a “second optical control unit”.

光源8aは、導光板10aの図中左端側に配置されており、導光板10a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10bの図中左端側に配置されており、導光板10bの左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、2つの光源8a、8bは、各導光板10a、10bにおける共通の一端側である左端側に配置されている。また、本実施形態ではこれらの光源8a、8b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19によって駆動される。   The light source 8a is disposed on the left end side of the light guide plate 10a in the drawing, and makes light incident on a light incident surface that is a side surface on the left end side of the light guide plate 10a. The light source 8b is disposed on the left end side in the drawing of the light guide plate 10b, and makes light incident on a light incident surface that is a side surface on the left end side of the light guide plate 10b. In the present embodiment, the two light sources 8a and 8b are arranged on the left end side which is a common one end side in each of the light guide plates 10a and 10b. In the present embodiment, these light sources 8 a and 8 b are light sources including one or more light emitting elements such as LEDs, and are driven by the light source driving circuit 19.

導光板10aは、光源8aから入射する光を導光して所定位置から上面側へ出射させるものである。導光板10bは、光源8bから入射する光を導光して所定位置から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10a、10bは、それぞれフィルム状の導光板であり、図中左右方向における長さがほぼ同じであり、図中上下方向に積層して配置される。このような導光板10a、10bとしては、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。   The light guide plate 10a guides light incident from the light source 8a and emits the light from a predetermined position to the upper surface side. The light guide plate 10b guides light incident from the light source 8b and emits the light from a predetermined position to the upper surface side. In the present embodiment, each of the light guide plates 10a and 10b is a film-like light guide plate and has substantially the same length in the left-right direction in the figure, and is stacked in the vertical direction in the figure. As such a light guide plate 10a, 10b, what is described in well-known literature, such as Unexamined-Japanese-Patent No. 2015-060765, can be used, for example.

導光板10aは、光出射面に最も近い位置に配置されており、その下面側に部分的に配置される光学制御部16aを有している。この導光板10aの上面側には、導光板の出射光を集光する役割(機能)を有する連続または不連続なレンチキュラーパターンが等間隔で全面に形成されていてもよい。この導光板10aの光学制御部16aが形成されている範囲が上記した発光領域A01に対応付けられている。   The light guide plate 10a is disposed at a position closest to the light emitting surface, and has an optical control unit 16a partially disposed on the lower surface side thereof. On the upper surface side of the light guide plate 10a, continuous or discontinuous lenticular patterns having a role (function) for condensing the light emitted from the light guide plate may be formed on the entire surface at equal intervals. A range in which the optical control unit 16a of the light guide plate 10a is formed is associated with the light emitting region A01 described above.

導光板10bは、導光板10aに比べて光出射面から相対的に遠い位置に配置されており、その下面側に部分的に配置される光学制御部16bを有する。詳細には、導光板10bの光学制御部16bは、導光板10aの光学制御部16aと重ならない位置に設けられている。この導光板10bの上面側には、導光板の出射光を集光する役割(機能)を有する連続または不連続なレンチキュラーパターンが等間隔で全面に形成されていてもよい。この導光板10bの光学制御部16bが形成されている範囲が上記した発光領域A02に対応付けられている。   The light guide plate 10b is disposed at a position relatively far from the light emitting surface as compared with the light guide plate 10a, and has an optical control unit 16b partially disposed on the lower surface side thereof. Specifically, the optical control unit 16b of the light guide plate 10b is provided at a position that does not overlap with the optical control unit 16a of the light guide plate 10a. On the upper surface side of the light guide plate 10b, a continuous or discontinuous lenticular pattern having a role (function) of collecting the light emitted from the light guide plate may be formed on the entire surface at equal intervals. A range in which the optical control unit 16b of the light guide plate 10b is formed is associated with the light emitting region A02 described above.

光学制御部16aは、導光板10aの図中下面に設けられている。この光学制御部16aは、光源8aから入射する光を特定方向に偏向させて導光板10a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。なお、光学制御部16bも同様の構成を有している。図示のように、光学制御部16aは、相対的に光入射面との距離が近い位置に配置されており、光学制御部16bは、相対的に光入射面との距離が遠い位置に配置されている。また、各導光板10a、10bは、それぞれの積層方向(図中上下方向)において互いにほとんど重ならないようにして配置されている。なお、各光学制御部16a、16bは、互いの一端側が僅かに重なっていてもよい。   The optical control unit 16a is provided on the lower surface of the light guide plate 10a in the drawing. The optical control unit 16a deflects light incident from the light source 8a in a specific direction and emits the light toward the upper surface side of the light guide plate 10a in the drawing, and has a reflection surface formed by a plurality of minute irregularities. Yes. The optical control unit 16b has the same configuration. As illustrated, the optical control unit 16a is disposed at a position relatively close to the light incident surface, and the optical control unit 16b is disposed at a position relatively far from the light incident surface. ing. The light guide plates 10a and 10b are arranged so as not to overlap each other in the respective stacking directions (vertical direction in the figure). In addition, each optical control part 16a, 16b may mutually overlap slightly.

透光部23aは、導光板10aの上面と下面に挟まれた部分であり、透光性を有し、導光板10aにおいて光学制御部16aよりも光源8aから遠い側に配置されている。また、透光部23bは、導光板10bの上面と下面に挟まれた部分であり、透光性を有し、導光板10bにおいて光学制御部16bよりも光源8bに近い側に配置されている。透光部23bは、光源8bから導光板10bの一方側面へ入射する光を図中右方向に沿って導いて光学制御部16bへ到達させるための導波路として機能する。光学制御部16bは、導光板10aの透光部23aと平面視で重なるように配置されており、光学制御部16bによって偏向されて導光板10bの図中上面側へ出射した光は透光部23aを透過してプリズムシート14へ入射する。   The translucent portion 23a is a portion sandwiched between the upper and lower surfaces of the light guide plate 10a, has translucency, and is disposed on the light guide plate 10a on the side farther from the light source 8a than the optical control portion 16a. The translucent portion 23b is a portion sandwiched between the upper and lower surfaces of the light guide plate 10b, has translucency, and is disposed closer to the light source 8b than the optical control portion 16b in the light guide plate 10b. . The light transmitting portion 23b functions as a waveguide for guiding light incident on the one side surface of the light guide plate 10b from the light source 8b along the right direction in the drawing to reach the optical control portion 16b. The optical control unit 16b is disposed so as to overlap with the light transmitting unit 23a of the light guide plate 10a in plan view, and the light deflected by the optical control unit 16b and emitted to the upper surface side of the light guide plate 10b in the drawing is the light transmitting unit. The light passes through 23 a and enters the prism sheet 14.

反射シート12aは、導光板10aの下面側において光学制御部16aの設けられた範囲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12aと導光板10aの光学制御部16aとの間には空気層が存在する。また、反射シート12bは、導光板10bの下面側において、光学制御部16bの設けられた範囲を含む導光板10bの下面のほぼ全体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12bと導光板10bの光学制御部16bとの間には空気層が存在する。   The reflection sheet 12a is disposed on the lower surface side of the light guide plate 10a so as to overlap with a range in which the optical control unit 16a is provided in plan view. An air layer exists between the reflection sheet 12a and the optical control unit 16a of the light guide plate 10a. Further, the reflection sheet 12b is arranged on the lower surface side of the light guide plate 10b so as to overlap with substantially the entire lower surface of the light guide plate 10b including the range in which the optical control unit 16b is provided in plan view. An air layer exists between the reflection sheet 12b and the optical control unit 16b of the light guide plate 10b.

プリズムシート14は、導光板10a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。なお、プリズムシート14の多数のプリズム部は、導光板10aと対向しない他面側に設けられていてもよい。   The prism sheet 14 has a large number of prism portions on one surface facing the light guide plate 10a, and emits light incident on the one surface from an oblique direction in the normal direction on the other surface. In addition, many prism parts of the prism sheet 14 may be provided in the other surface side which does not oppose the light-guide plate 10a.

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。なお、ここでは光学制御部16aについて例示するが、他の光学制御部16bについても同様の構成である。図示のように、光学制御部16aは、導光板10aの図中下面に突出して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。なお、このような光学制御部16a等としては、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。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of the optical control unit. In addition, although illustrated about the optical control part 16a here, it is the same structure also about the other optical control part 16b. As shown in the figure, the optical control unit 16a includes a plurality of prism portions 20a which are convex portions having a triangular cross section provided so as to protrude from the lower surface of the light guide plate 10a. Each prism portion 20a has two inclined surfaces 21a and 22a. In addition, as such an optical control part 16a etc., what is described in well-known literatures, such as patent 5066741, for example, can be used.

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10aを簡素化して示すとともに、導光板10aの内部における光路を細線によって模式的に示している。図示のように、導光板10a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10aの上面において、この上面の法線方向を基準としてそれと一致しない斜め方向に一定角度で偏向されて出射する。   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 10a is shown in a simplified manner, and the optical path inside the light guide plate 10a is schematically shown by thin lines. As shown in the drawing, the light emitted to the upper surface of the light guide plate 10a is not obliquely reflected light or diffused light but has a straight traveling property on the upper surface of the light guide plate 10a. The oblique direction is not coincident with the normal direction of the upper surface. The light is deflected at a certain angle and emitted.

詳細には、光源8aから導光板10aへ入射した光は、直接的あるいは導光板10aの上面で反射して光学制御部16aに到達し、プリズム部20aに反射され、上面または下面への入射角が臨界角(例えば、アクリルの導光板では42.2°)より小さくなるまでの間は光学制御部16aの存在する区間において全反射を繰り返し、入射角が臨界角に達すると導光板10aの上面側へ出射する。この出射した光は、プリズムシート14へ到達する。   Specifically, the light that has entered the light guide plate 10a from the light source 8a reaches the optical control unit 16a directly or after being reflected from the upper surface of the light guide plate 10a, is reflected by the prism unit 20a, and is incident on the upper or lower surface. Until the angle becomes smaller than a critical angle (for example, 42.2 ° for an acrylic light guide plate), total reflection is repeated in the section where the optical control unit 16a exists, and when the incident angle reaches the critical angle, the upper surface of the light guide plate 10a is repeated. To the side. The emitted light reaches the prism sheet 14.

導光板10bにおける挙動も基本的には同様である。導光板10bの場合には、光源8bから入射した光は、光学制御部16bの存在しない透光部23bにおいては、上面または下面への入射角θが臨界角を超えている成分が全反射を繰り返しながら導光板10bを伝搬して光学制御部16bへ到達する。その後の挙動は導光板10aと同様である。   The behavior of the light guide plate 10b is basically the same. In the case of the light guide plate 10b, the light incident from the light source 8b is totally reflected in the light transmitting part 23b where the optical control part 16b does not exist, the component whose incident angle θ to the upper surface or the lower surface exceeds the critical angle. The light propagates through the light guide plate 10b repeatedly and reaches the optical control unit 16b. The subsequent behavior is the same as that of the light guide plate 10a.

光学制御部16aのプリズム部20aへの入射角θが臨界角よりも小さい場合には、光が空気層へ出射し、導光板10aを通過して反射シート12aへ到達し、反射シート12aによって反射されて再び導光板10aを通過して導光板10aに戻る。同様に、光学制御部16bのプリズム部20bへの入射角θが臨界角よりも小さい場合には、光が空気層へ出射して反射シート12bへ到達し、反射シート12bによって反射されて再び導光板10bに戻る。   When the incident angle θ to the prism portion 20a of the optical control unit 16a is smaller than the critical angle, light is emitted to the air layer, passes through the light guide plate 10a, reaches the reflection sheet 12a, and is reflected by the reflection sheet 12a. Then, the light again passes through the light guide plate 10a and returns to the light guide plate 10a. Similarly, when the incident angle θ to the prism unit 20b of the optical control unit 16b is smaller than the critical angle, light is emitted to the air layer and reaches the reflection sheet 12b, is reflected by the reflection sheet 12b, and is guided again. Return to the light plate 10b.

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14は、導光板10a等と対向する一面側(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を複数有している。各プリズム部30a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。導光板10a、10bから出射してプリズムシート14の下面へ斜め入射した光は、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14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14としては、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。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of the prism sheet. As shown in the figure, the prism sheet 14 is a triangular prism-shaped convex portion having a substantially triangular cross section and a thickness direction in a direction perpendicular to the paper surface, on one surface side (lower surface in the drawing) facing the light guide plate 10a and the like. A plurality of prism portions 30a are provided. The shape of each prism portion 30a 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. Light emitted from the light guide plates 10a and 10b and obliquely incident on the lower surface of the prism sheet 14 is incident on the inclined surface 31a of each prism portion 30a and refracted, and is totally reflected on the inclined surface 32a. It emits in the line direction. In addition, as such a prism sheet 14, what was described in well-known literature, such as patent 4044511, can be used, for example.

図5は、下層側の導光板10bの透光部23bの構造を示す平面図および部分拡大平面図である。導光板10bの透光部23bには、光源8bからの光の進行方向に沿った方向に複数の切断部(溝部)40が設けられている。本例での各切断部40は、互いに間隔を空けて配置されている。詳細には、各切断部40は、光源8bの単位ブロック(例えば、数個の発光素子ごとのブロック)の間隔に対応づけて配置することが好ましい。切断部40同士の間隔は、例えば40mm程度にすることができる。   FIG. 5 is a plan view and a partially enlarged plan view showing the structure of the light transmitting portion 23b of the lower-side light guide plate 10b. A plurality of cut portions (groove portions) 40 are provided in the light transmitting portion 23b of the light guide plate 10b in a direction along the traveling direction of light from the light source 8b. Each cutting part 40 in this example is arrange | positioned at intervals. Specifically, it is preferable that each cutting unit 40 be arranged in correspondence with the interval between unit blocks of the light source 8b (for example, blocks for several light emitting elements). The space | interval of the cutting parts 40 can be about 40 mm, for example.

また、各切断部40は、導光板10bの厚み方向において上面と下面の間で貫通した溝(孔)として形成されていることが好ましい。これにより、導光板10bの透光部23bには、所定間隔で空気層が配置されることになる。導光板10bの切断部40を挟んで対向する面同士の間は、空気層を介在させつつ接触していてもよいし、数μmから数mmほど離れていてもよい。   Moreover, it is preferable that each cutting part 40 is formed as a groove | channel (hole) penetrated between the upper surface and the lower surface in the thickness direction of the light-guide plate 10b. Thereby, an air layer is arrange | positioned by the predetermined space | interval in the translucent part 23b of the light-guide plate 10b. The faces facing each other across the cutting portion 40 of the light guide plate 10b may be in contact with each other with an air layer interposed therebetween, or may be separated from several μm to several mm.

また、導光板10bの端部と各切断部40との間には、接合部41が設けられている。すなわち、各切断部40は、導光板10bの端部までは達しておらず、導光板10bの端部は接合部41によって接合されている。接合部41の幅、すなわち導光板10bの端部と各切断部40との間の距離は、適宜設定されるものであり、例えば数mmである。このような接合部41を設けることで、面光源装置100の組み立て時における導光板10bの組み込み工数を低減することができる。ただし、原理上はこの接合部41を省略してもよい。すなわち、各切断部40が導光板10bの端部まで達していてもよい。   Moreover, the junction part 41 is provided between the edge part of the light-guide plate 10b, and each cutting part 40. As shown in FIG. That is, each cutting part 40 does not reach the end part of the light guide plate 10 b, and the end part of the light guide plate 10 b is joined by the joining part 41. The width of the joint portion 41, that is, the distance between the end portion of the light guide plate 10b and each cutting portion 40 is set as appropriate, and is, for example, several mm. By providing such a joint portion 41, the number of steps for assembling the light guide plate 10b when the surface light source device 100 is assembled can be reduced. However, in principle, this joint 41 may be omitted. That is, each cutting part 40 may reach the end of the light guide plate 10b.

上記の各切断部40および接合部41を設けるための加工は、例えば導光板10bの成形に用いる抜き型に刃物を追加することで容易に実現できる。この場合、例えばポリカーボネート製のフィルム導光板を用いることが好ましい。   The processing for providing each of the cutting portions 40 and the joining portions 41 can be easily realized by adding a blade to a die used for forming the light guide plate 10b, for example. In this case, for example, a film light guide plate made of polycarbonate is preferably used.

導光板10bの透光部23bに上記のような各切断部40を設けることで、光源8bから導光板10bの端部に入射した光は、各切断部40を画定する各面の間で全反射しながら導光板10b内を伝搬することになる。すなわち、光源8bから入射した光は、隣り合う2つの切断部40の間で全反射して光学制御部16bまで伝搬することになる。このため、入射した光が広がることなく伝搬するので、光利用効率とコントラストを高めることができる。   By providing each of the cut portions 40 as described above in the light transmitting portion 23b of the light guide plate 10b, the light incident on the end portion of the light guide plate 10b from the light source 8b is entirely transmitted between the surfaces defining the cut portions 40. The light propagates through the light guide plate 10b while being reflected. That is, the light incident from the light source 8b is totally reflected between the two adjacent cutting sections 40 and propagates to the optical control section 16b. For this reason, since the incident light propagates without spreading, light utilization efficiency and contrast can be improved.

ここで、各切断部40と光学制御部16bとの間には、ある程度の距離が設けられていることが好ましい。この距離Wを適切に設定することで、輝度ムラを低減することができる。距離Wについては、導光板10bの厚みと相関があり、具体的には、距離Wを導光板10bの厚みの10倍以上とすることが好ましい。例えば、導光板10bの厚みdが300μmの場合であれば、距離Wを3mm以上とすることで輝度ムラ低減の効果が得られる。輝度ムラとコントラストの両方を考慮した場合、距離Wは、導光板10bの厚みdの15倍〜100倍の範囲で設定することが好ましい。   Here, it is preferable that a certain distance is provided between each cutting unit 40 and the optical control unit 16b. By appropriately setting this distance W, it is possible to reduce unevenness in luminance. The distance W has a correlation with the thickness of the light guide plate 10b. Specifically, the distance W is preferably 10 times or more the thickness of the light guide plate 10b. For example, if the thickness d of the light guide plate 10b is 300 μm, the effect of reducing luminance unevenness can be obtained by setting the distance W to 3 mm or more. In consideration of both luminance unevenness and contrast, the distance W is preferably set in the range of 15 to 100 times the thickness d of the light guide plate 10b.

図6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。上記の面光源装置100は、発光領域A01、A02のそれぞれ個別に光を出射させることができる。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10a等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。   FIG. 6 is a schematic perspective view showing a configuration example of a surface light source device having many light emitting areas. The surface light source device 100 can emit light individually in each of the light emitting areas A01 and A02. That is, the light emitting surface can be divided for each light emitting region to emit light. In addition, since the straightness of light in each light guide plate 10a is high, a plurality of light emitting regions are provided in a direction substantially orthogonal to the main traveling direction of the light emitted from the light source, and the driving is performed using the plurality of light sources. By performing for each block, a larger number of light emitting regions can be caused to emit light individually. A configuration example of a surface light source device that realizes this will be described below.

図6に示す面光源装置100aは、図中上下方向であるy方向に重ねて配置された2つの導光板10a、10bの図中左側に設けられた一方側面において、図中の奥行き方向であるz方向(左側面の長手方向)に沿って多数配列された発光素子からなる光源8a、8bを用いる。各導光板10a、10bの構成は上記と同様である。また、便宜上図示を省略しているが、各導光板10a等の下面側にはそれぞれ反射シート12a、12bが配置されており、導光板10aの上面側にはプリズムシート14が配置されている。また、光源駆動回路19も図示を省略しているが各光源8a等に接続されている。   The surface light source device 100a shown in FIG. 6 is in the depth direction in the figure on one side surface provided on the left side in the figure of the two light guide plates 10a and 10b arranged in the y direction which is the vertical direction in the figure. Light sources 8a and 8b composed of a plurality of light emitting elements arranged along the z direction (longitudinal direction of the left side surface) are used. The configuration of each light guide plate 10a, 10b is the same as described above. Although not shown for the sake of convenience, reflection sheets 12a and 12b are disposed on the lower surface side of each light guide plate 10a and the like, and a prism sheet 14 is disposed on the upper surface side of the light guide plate 10a. The light source drive circuit 19 is also connected to each light source 8a and the like, although not shown.

図示の例では、各導光板10a、10bごとに、それぞれに対応付けられた各光源8a、8b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)については、各ブロックごとに2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、2×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 example shown in the figure, for each light guide plate 10a, 10b, four light emitting elements for each of the light sources 8a, 8b associated with each light guide plate 10a, 10b 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 (left and right direction in the figure), two light emitting regions 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 and 8b in the front block in the figure is caused to emit light individually, whereby the light emitting areas A01 and A02 can be caused to emit light individually. Since such blocks are provided in m rows in the depth direction (z direction), 2 × m light emitting regions can be caused 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7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。上記した図1に示した面光源装置100との比較では、導光板10bの配置のみが異なっている。それ以外の構成は共通であるので、同符号を付すことで各構成の詳細な説明は省略する。図7に示す面光源装置100bは、光学制御部16bが導光板10bの上面側、すなわち導光板10aと近い側に設けられている。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a surface light source device according to another embodiment. In comparison with the surface light source device 100 shown in FIG. 1, only the arrangement of the light guide plate 10b is different. Since other configurations are common, detailed description of each configuration is omitted by attaching the same reference numerals. In the surface light source device 100b shown in FIG. 7, the optical control unit 16b is provided on the upper surface side of the light guide plate 10b, that is, on the side close to the light guide plate 10a.

図8は、導光板の上面側に光学制御部を設けた場合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10bを簡素化して示すとともに、導光板10bの内部における光路を細線によって模式的に示している。図示のように、導光板10b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10bの上面において、この上面の法線方向を基準としてそれと一致しない斜め方向に一定角度で偏向されて出射する。   FIG. 8 is a diagram for explaining the behavior (propagation state) inside the light guide plate when the optical control unit is provided on the upper surface side of the light guide plate. Here, the light guide plate 10b is shown in a simplified manner, and the optical path inside the light guide plate 10b is schematically shown by thin lines. As shown in the drawing, the light emitted to the upper surface of the light guide plate 10b is not obliquely reflected light or diffused light but has a straight traveling property on the upper surface of the light guide plate 10b. The oblique direction does not coincide with the normal direction of the upper surface. The light is deflected at a certain angle and emitted.

詳細には、光源8bから導光板10bへ入射して光学制御部16bに到達した光は、プリズム部20bへの入射角が臨界角より小さくなるまでの間は光学制御部16bの存在する区間において全反射を繰り返し、入射角が臨界角に達すると導光板10bの上面側へ出射する。この出射した光は、プリズムシート14へ到達する。なお、導光板10bの下面への入射角θが臨界角よりも小さい場合には、光が空気層へ出射し、反射シート12bによって反射されて再び導光板10bに戻る。   Specifically, the light that has entered the light guide plate 10b from the light source 8b and reached the optical control unit 16b is in a section where the optical control unit 16b exists until the incident angle on the prism unit 20b becomes smaller than the critical angle. Total reflection is repeated, and when the incident angle reaches the critical angle, the light is emitted to the upper surface side of the light guide plate 10b. The emitted light reaches the prism sheet 14. When the incident angle θ on the lower surface of the light guide plate 10b is smaller than the critical angle, light is emitted to the air layer, reflected by the reflection sheet 12b, and returned to the light guide plate 10b again.

このような構成によれば、導光板10bの光学制御部16bが上側の導光板10aにより近接するので、面光源装置100bを全発光させたときの見栄えをより良くすることができる。   According to such a configuration, since the optical control unit 16b of the light guide plate 10b is closer to the upper light guide plate 10a, it is possible to improve the appearance when the surface light source device 100b is fully lit.

以上のような各実施形態によれば、輝度ムラを抑制して輝度均一性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 in which luminance uniformity is improved by suppressing luminance unevenness 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。また、導光板の積層数は上記した2つに限定されない。また、上記した実施形態の面光源装置において光路調整板として用いられていたプリズムシートを光拡散板に置き換えてもよい。   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. Further, the number of laminated light guide plates is not limited to the above two. Further, the prism sheet used as the optical path adjusting plate in the surface light source device of the above-described embodiment may be replaced with a light diffusing plate.

また、上記した実施形態における複数の切断部は、導光板を1つだけ用いる面光源装置に適用しても効果的である。以下、その具体例について説明する。   In addition, the plurality of cutting portions in the above-described embodiment are effective even when applied to a surface light source device that uses only one light guide plate. Specific examples thereof will be described below.

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。上記した図1に示した面光源装置100との比較では、光源8a、導光板10a、反射シート12aが省略された点と、導光板10bの光源8bに近い側の端部に切断部領域42と反射シート12cを設けた点が異なっている。それ以外の構成は共通であるので、同符号を付すことで各構成の詳細な説明は省略する。図9に示す面光源装置100cにおける切断部領域42は、上記した複数の切断部40および接合部41(図5参照)が設けられている領域である。また、反射シート12cは、導光板10bの上面側において切断部領域42と重なる範囲に設けられている。この反射シート12cと下面側の反射シート12bによって切断部領域42が挟まれているので、切断部領域42からの光漏れを防ぐことができる。このような構成によれば、各光源8bから入射する光の直進性を向上し、各光源8bごとに発光領域を切り換えた際のコントラストを向上することができる(図6参照)。   FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a surface light source device according to another embodiment. In comparison with the surface light source device 100 shown in FIG. 1 described above, the light source 8a, the light guide plate 10a, and the reflection sheet 12a are omitted, and the cut portion region 42 is provided at the end of the light guide plate 10b on the side close to the light source 8b. And the point which provided the reflective sheet 12c differs. Since other configurations are common, detailed description of each configuration is omitted by attaching the same reference numerals. The cutting portion region 42 in the surface light source device 100c shown in FIG. 9 is a region where the plurality of cutting portions 40 and the joint portions 41 (see FIG. 5) described above are provided. Moreover, the reflection sheet 12c is provided in the range which overlaps the cutting part area | region 42 in the upper surface side of the light-guide plate 10b. Since the cut portion region 42 is sandwiched between the reflective sheet 12c and the lower reflective sheet 12b, light leakage from the cut portion region 42 can be prevented. According to such a configuration, the straightness of light incident from each light source 8b can be improved, and the contrast when the light emitting area is switched for each light source 8b can be improved (see FIG. 6).

図10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。図9に示した面光源装置との比較では、切断部領域および反射シートが湾曲して設けられている点のみが異なっている。それ以外の構成は共通であるので、同符号を付すことで各構成の詳細な説明は省略する。図10に示す面光源装置100dにおける切断部領域42は、図示のように円弧状に180°湾曲して設けられており、その端部が導光板10bの下側に配置されている。それに伴い、光源8bも導光板10bの下側に配置されている。反射シート12dも切断部領域42の湾曲に対応した円弧状に設けられている。このような導光板10bを得るには、例えばポリカーボネート基材を用いたフィルム導光板を用いることが好ましい。図11は、切断部領域42を拡大して示した斜視図である。図示のように、切断部領域42の各切断部40は、切断部領域42に沿って湾曲して設けられている。このような構成によれば、狭額縁化した液晶表示装置などに適した面光源装置が得られる。   FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a surface light source device according to another embodiment. 9 is different from the surface light source device shown in FIG. 9 only in that the cut portion region and the reflection sheet are provided in a curved manner. Since other configurations are common, detailed description of each configuration is omitted by attaching the same reference numerals. The cut portion region 42 in the surface light source device 100d shown in FIG. 10 is provided with a 180 ° curve in a circular arc shape as shown in the drawing, and an end portion thereof is disposed below the light guide plate 10b. Accordingly, the light source 8b is also arranged below the light guide plate 10b. The reflection sheet 12 d is also provided in an arc shape corresponding to the curvature of the cutting part region 42. In order to obtain such a light guide plate 10b, for example, a film light guide plate using a polycarbonate base material is preferably used. FIG. 11 is an enlarged perspective view showing the cutting portion region 42. As illustrated, each cutting portion 40 of the cutting portion region 42 is provided so as to be curved along the cutting portion region 42. According to such a configuration, a surface light source device suitable for a liquid crystal display device with a narrow frame can be obtained.

100:面光源装置
8a、8b:光源
10a、10b:導光板
12a、12b:反射シート
14:プリズムシート
16a、16b:光学制御部
19:光源駆動回路
20a、20b:プリズム部
21a、22a:斜面
23a、23b:透光部
30a:プリズム部
31a、32a:斜面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Surface light source device 8a, 8b: Light source 10a, 10b: Light guide plate 12a, 12b: Reflection sheet 14: Prism sheet 16a, 16b: Optical control part 19: Light source drive circuit 20a, 20b: Prism part 21a, 22a: Slope 23a , 23b: Translucent part 30a: Prism part 31a, 32a: Slope

Claims (6)

光出射面から面状に光を出射させる面光源装置であって、
積層して配置される第1導光板及び第2導光板と、
前記第1導光板の一方側面から光を入射させる第1光源と、
前記第1導光板と同じ側の前記第2導光板の一方側面から光を入射させる第2光源と、
前記第1光源及び前記第2光源を駆動する光源駆動回路と、
前記第1導光板の前記第2導光板との対向面側において当該対向面の前記第1光源に近い側の一部領域と平面視で重なるようにして配置された第1反射シートと、
前記第2導光板の前記第1導光板との対向面と反対面側において当該反対面のほぼ全体と平面視で重なるようにして配置された第2反射シートと、
を含み、
前記第1導光板は、前記一方側面から入射する光を特定方向へ偏向させて当該第1導光板から出射させる第1光学制御部と、当該第1光学制御部よりも前記第1光源から遠い側に設けられた第1透光部と、を有しており、
前記第2導光板は、前記一方側面から入射する光を伝搬させる第2透光部と、当該第2導光部よりも前記第2光源から遠い側に設けられており前記光を特定方向へ偏向させて当該第2導光板から出射させる第2光学制御部と、を有しており、
前記第1導光板と前記第2導光板は、その積層方向において、前記第1反射シートと前記第1光学制御部とが重なるとともに、前記第2光学制御部と前記第1透光部とが重なるように配置されている、
面光源装置。
A surface light source device that emits light in a planar shape from a light emitting surface,
A first light guide plate and a second light guide plate arranged in a stacked manner;
A first light source for allowing light to enter from one side surface of the first light guide plate;
A second light source for allowing light to enter from one side surface of the second light guide plate on the same side as the first light guide plate;
A light source driving circuit for driving the first light source and the second light source;
A first reflection sheet disposed so as to overlap with a partial region of the first surface of the first light guide plate facing the second light guide plate on a side near the first light source of the second surface;
A second reflection sheet disposed on the opposite surface of the second light guide plate to the surface opposite to the first light guide plate so as to overlap substantially the entire opposite surface in plan view;
Including
The first light guide plate has a first optical control unit that deflects light incident from the one side surface in a specific direction and emits the light from the first light guide plate, and is farther from the first light source than the first optical control unit. A first translucent part provided on the side,
The second light guide plate is provided on a side farther from the second light source than the second light guide part and a second light transmitting part for propagating light incident from the one side surface, and directs the light in a specific direction. A second optical control unit that deflects and emits the light from the second light guide plate,
In the stacking direction of the first light guide plate and the second light guide plate, the first reflection sheet and the first optical control unit overlap, and the second optical control unit and the first light transmission unit are Arranged to overlap,
Surface light source device.
前記第2導光板は、前記第2透光部に設けられた複数の切断部を更に有する、
請求項1に記載の面光源装置。
The second light guide plate further includes a plurality of cutting portions provided in the second light transmitting portion.
The surface light source device according to claim 1.
前記複数の切断部は、各々の一端側と前記第2光学制御部との間に所定距離を設けて配置されている、
請求項2に記載の面光源装置。
The plurality of cutting portions are arranged with a predetermined distance between each one end side and the second optical control unit,
The surface light source device according to claim 2.
前記第2導光板は、前記一方側面と前記複数の切断部の各々との間に設けられた接合部を更に有する、
請求項2又は3に記載の面光源装置。
The second light guide plate further includes a joint provided between the one side surface and each of the plurality of cut portions.
The surface light source device according to claim 2.
前記第1導光板が前記第2導光板よりも前記光出射面に近い側に配置される、
請求項1〜4の何れか1項に記載の面光源装置。
The first light guide plate is disposed closer to the light exit surface than the second light guide plate;
The surface light source device according to claim 1.
前記第1光源及び前記第2光源の各々は、複数の発光素子を有しており、
前記光源駆動装置は、前記第1光源及び前記第2光源の各々ごとに、前記複数の発光素子のうち1つ以上の発光素子を含むブロックを設定して当該ブロック毎に当該発光素子を点消灯制御する、
請求項1〜5の何れか1項に記載の面光源装置。
Each of the first light source and the second light source has a plurality of light emitting elements,
The light source driving device sets a block including one or more light emitting elements among the plurality of light emitting elements for each of the first light source and the second light source, and turns on and off the light emitting elements for each of the blocks. Control,
The surface light source device according to claim 1.
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