JP2020021640A - Planar lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、面状照明装置に関する。 The present invention relates to a planar lighting device.
従来、LED(Light Emitting Diode)等の光源を、入光面となる導光板の側面に対向させつつ、かかる側面に沿って複数個配置した面状照明装置が知られている。このような面状照明装置は、例えば液晶表示装置のバックライト等に用いられ、近年では、光の出射領域の額縁部分を狭小化させる狭額縁化の要請とともに、色の再現性を向上させる広色域化の要請が強くある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a planar lighting device in which a plurality of light sources such as LEDs (Light Emitting Diodes) are arranged along a side surface of a light guide plate serving as a light incident surface while facing the side surface. Such a planar illumination device is used for, for example, a backlight of a liquid crystal display device, and in recent years, with a demand for a narrower frame for narrowing a frame portion of a light emission area, a wide area for improving color reproducibility. There is a strong demand for color gamut.
しかしながら、上述した従来の技術には、導光板の入光面付近からの色ムラの発生を抑えつつ、狭額縁化と広色域化を両立するうえで、更なる改善の余地がある。 However, the above-described conventional technology has room for further improvement in achieving both narrower frame and wider color gamut while suppressing the occurrence of color unevenness near the light incident surface of the light guide plate.
具体的には、広色域化を目的として、導光板の側面に配置する光源に、例えば、青色や緑色といった互いに発光色の異なる2種類以上のLEDチップを含み、外部において混色させることで所望の色を得る発光装置を1つの単位光源として用いることができる。しかしながら、かかる場合、導光板の入光面付近から距離の長い色ムラが発生しやすく、狭額縁化を阻害するという問題点があった。 Specifically, for the purpose of widening the color gamut, the light source disposed on the side surface of the light guide plate includes two or more types of LED chips having different emission colors such as blue and green, for example, and it is desirable to mix colors externally. The light emitting device that obtains the color of (1) can be used as one unit light source. However, in such a case, there is a problem that color unevenness having a long distance from the vicinity of the light incident surface of the light guide plate is likely to occur, which hinders narrowing of the frame.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、導光板の入光面付近からの色ムラの発生を抑えることにより、狭額縁化と広色域化を両立することができる面状照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is a planar illumination that can achieve both a narrower frame and a wider color gamut by suppressing the occurrence of color unevenness near the light incident surface of a light guide plate. It is intended to provide a device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る面状照明装置は、導光板と、光源と、配光部と、光拡散部と、光路変更部と、を備える。前記導光板は、入光面となる側面と、2つの主面とを有する。前記光源は、1個が発光色の異なる複数の発光素子を含み、前記入光面に沿って複数個設けられる。前記配光部は、前記入光面に設けられ、前記光源からの光の一部を前記入光面に略平行な方向に近い方向である第1方向へ進行させるとともに、前記光源からの光のうち前記第1方向に進行した光以外の光を前記入光面に略垂直な方向である第2方向へ進行させる。前記光拡散部は、前記入光面に略垂直な方向へ延在し、該延在する方向と交わる断面において連続する凹凸形状を有するように前記2つの主面のうちの一方の主面に設けられる。前記光路変更部は、前記2つの主面のうちの他方の主面に設けられ、前記導光板の内部の光の光路を変更する。 In order to solve the above-described problem and achieve the object, a planar lighting device according to one embodiment of the present invention includes a light guide plate, a light source, a light distribution unit, a light diffusion unit, and an optical path changing unit. Prepare. The light guide plate has a side surface serving as a light incident surface and two main surfaces. The light source includes a plurality of light emitting elements each having a different emission color, and a plurality of the light sources are provided along the light incident surface. The light distribution unit is provided on the light incident surface, and a part of light from the light source travels in a first direction that is a direction close to a direction substantially parallel to the light incident surface, and light from the light source is emitted from the light source. The light other than the light traveling in the first direction is caused to travel in a second direction that is a direction substantially perpendicular to the light incident surface. The light diffusing portion extends in a direction substantially perpendicular to the light incident surface, and is provided on one of the two main surfaces so as to have a continuous uneven shape in a cross section intersecting the extending direction. Provided. The optical path changing unit is provided on the other main surface of the two main surfaces, and changes an optical path of light inside the light guide plate.
本発明の一態様によれば、導光板の入光面付近からの色ムラの発生を抑えつつ、狭額縁化と広色域化の両立を実現することができる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to achieve both narrow frame and wide color gamut while suppressing the occurrence of color unevenness near the light incident surface of the light guide plate.
以下、実施形態に係る面状照明装置について図面を参照して説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Hereinafter, a planar lighting device according to an embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the relationship between dimensions of each element in the drawings, the ratio of each element, and the like may be different from reality. Even in the drawings, there may be cases where portions having different dimensional relationships and ratios are included.
また、説明を分かりやすくするために、各図面には、3次元の直交座標系を図示する場合がある。かかる直交座標系では、後述する導光板の主面方向をXY平面方向とし、導光板の厚み方向をZ軸方向としている。なお、「主面」とは、導光板の厚み方向に沿った面である側面を除く、導光板の表裏の主たる面のことを指し、主面方向は、その主面の平面方向を指す。 In addition, in order to make the description easy to understand, a three-dimensional orthogonal coordinate system may be illustrated in each drawing. In such an orthogonal coordinate system, a main surface direction of a light guide plate described later is defined as an XY plane direction, and a thickness direction of the light guide plate is defined as a Z-axis direction. The “principal surface” refers to a principal surface on the front and back of the light guide plate, excluding a side surface that is a surface along the thickness direction of the light guide plate, and the principal surface direction refers to a plane direction of the principal surface.
まず、図1Aを用いて実施形態に係る面状照明装置1の構成の概要について説明する。図1Aは、実施形態に係る面状照明装置1の平面模式図である。 First, the outline of the configuration of the spread illuminating apparatus 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG. 1A. FIG. 1A is a schematic plan view of the planar lighting device 1 according to the embodiment.
図1Aに示すように、面状照明装置1は、出射領域2と、遮光部材3,4と、複数の光源5とを有する。出射領域2は、複数の光源5から発せられ、導光および拡散された光が出射される面状の領域であり、遮光部材3,4によって規定される。出射領域2の内部には、後述する導光板21、反射シート22、拡散シート23(いずれも図1C以降参照)等が積層されている。
As shown in FIG. 1A, the spread illuminating device 1 includes an
遮光部材3,4は、例えばシート状の部材であり、面状照明装置1の長手方向の両端部を覆って出射領域2を規定する。なお、遮光部材3は、光源5や光源5が実装されるFPC(Flexible Printed Circuit)(図示略)等を含む領域を覆うため、遮光部材4よりも幅寸法が大きい。遮光部材3の幅寸法は、例えば2.5mm以下である。
The light-
複数の光源5は、1個が発光色の異なる複数の発光素子を含み、入光面となる導光板21の側面に沿って設けられる。光源5の1個は、一例として、青色LEDチップと、緑色LEDチップと、赤色蛍光体とを含んでなるLEDパッケージであって、外部においてこれら異なる色の光を混色させることによって、例えば白色といった所望の色の光を発光させる。このように、発光色の異なる2種類以上のLEDチップを含む光源5を用いることによって、広色域化を図ることができる。
The plurality of
なお、1個の光源5を構成するLEDチップそれぞれの発光色や個数、蛍光体の色等は、得ようとする光量や色度等に応じて適宜選択可能であって、上記した例に限定されるものではない。また、図1Aでは、5個の光源5を図示しているが、面状照明装置1における光源5の数を限定するものではない。
The emission color and number of each LED chip constituting one
このような面状照明装置1は、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いられる。液晶表示装置は、例えばスマートフォンに用いられる。 Such a planar illumination device 1 is used, for example, as a backlight of a liquid crystal display device. The liquid crystal display device is used for a smartphone, for example.
ところで、上述のように発光色の異なる2種類以上のLEDチップを含む光源5を用いる場合、導光板21の入光面付近から比較的距離の長い色ムラが発生する場合があることが知られている。図1Bは、色ムラのイメージ図である。なお、図1Bは、図1Aに示すM1部の拡大模式図となっているが、分かり易くするため、1個の光源が3種類(RGB)のLEDチップを含んでいる例として示してある。
By the way, when the
図1Bに示すように、色ムラは、光源5の実装された付近、すなわち、導光板21の入光面付近において光源5の各LEDチップの色がよく混ざらないことによって、かかる入光面付近から発生する。また、かかる色ムラは、その発生距離も比較的長い。
As shown in FIG. 1B, the color unevenness is caused by the fact that the colors of the LED chips of the
その理由について、図1C〜図1Eを用いて説明する。まず、図1Cおよび図1Dを用いて、比較例に係る面状照明装置1’の構成例について説明する。図1Cは、比較例に係る面状照明装置1’の構成例を示す分解斜視図である。また、図1Dは、光路変更部6の構成例を示す略断面図である。
The reason will be described with reference to FIGS. 1C to 1E. First, a configuration example of a planar lighting device 1 ′ according to a comparative example will be described with reference to FIGS. 1C and 1D. FIG. 1C is an exploded perspective view illustrating a configuration example of a spread illuminating apparatus 1 ′ according to a comparative example. FIG. 1D is a schematic sectional view illustrating a configuration example of the optical
図1Cに示すように、面状照明装置1’は、導光板21と、反射シート22と、拡散シート23と、一対のプリズムシート24,25とを備える。導光板21は、略矩形の薄肉平板状に形成された透明な部材であり、例えばポリカーボネート樹脂等からなる。
As shown in FIG. 1C, the planar lighting device 1 ′ includes a
前述の複数の光源5は、かかる導光板21の一側面である入光面21aに沿って配置され、かかる光源5から発せられて入光面21aから入光し、導光された光は、導光板21の主面のうちの一方である出射面21bから出射される。
The plurality of
反射シート22は、導光板21の主面のうちの他方、すなわち出射面21bの反対面である反射面21cに配置される。反射シート22は、反射面21c側から出射しようとする光を反射して導光板21へ再入射させる。
The
なお、導光板21の反射面21c側には、光の光路を変更させる部材である光路変更部6が設けられている。図1Dに示すように、光路変更部6は、反射面21cに例えば略均一に分布するように配置されたドットパターンとして設けられる。
In addition, on the
そして、光路変更部6は、光源5から入光面21aを介して導光板21の内部へ入光した光のうち、反射面21cで反射して先送りされる光の一部の光路を変更して、出射面21bから出射させる(図中のM2部参照)。
Then, the light
なお、図1Dでは、説明の便宜のために、光路変更部6の大きさや分布を均一に表わしているが、光路変更部6によって光路を変更された光が出射面21bの全域から略均一に出射されるように、光路変更部6は、例えば入光面21aからの距離に応じて、ドットパターンの形状や大きさ、分布等が均一でないように設けることができる。
In FIG. 1D, for convenience of explanation, the size and distribution of the optical
また、光路変更部6は、ドットパターンでなく、例えば反射面21cに対して、入光面21aに略垂直な方向(図中のX軸方向)に連続的に形成される階段状のプリズム等にすることもできる。
The optical
図1Cの説明に戻る。拡散シート23は、導光板21の出射面21bから出射した光を拡散して輝度を均一にする部材である。一対のプリズムシート24,25は、拡散シート23により拡散された光の直交する2軸方向の指向特性を調整する部材であり、例えばプリズムの稜線がいずれも図中のZ軸の正方向側を向き、かつ、プリズムの稜線の方向が互いに直交するように配置される。
Returning to the description of FIG. 1C. The
そして、このような面状照明装置1’では、光源5からの光は、入光面21a付近において、図1Eに示すような進行方向を示す。図1Eは、比較例に係る面状照明装置1’における入光面21a付近の光の進行方向を示す平面模式図である。
And in such a planar illumination device 1 ', the light from the
なお、図1Eでは、図を分かりやすくするために、1つの光源5につき、1つのLEDチップから発光されるA色またはB色の光についてのみ、その進行方向を模式的に図示している。
In addition, in FIG. 1E, for easy understanding of the drawing, the traveling direction of only the A-color or B-color light emitted from one LED chip per one
図1Eに示すように、比較例に係る面状照明装置1’では、光源5から発光された光は、入光面21aから一定の拡がり角を有しながら入光し、導光板21で導光され、光路変更部6でその光路を変更されて出射面21bから出射されることとなる。
As shown in FIG. 1E, in the planar lighting device 1 ′ according to the comparative example, light emitted from the
しかしながら、光源5から発光された光が光源5を基点として徐々に広がる領域である、導光板21の入光面21a寄りの「第1領域」では、言わば各光源5からの各色の光の交わりが疎であり、十分に混色されない。
However, in the “first region” near the
したがって、面状照明装置1’では、「第1領域」よりも奥側(図中のX軸の正方向側)の「第2領域」にまで各色の光が進行しなければ、十分な混色が得られない。このために、比較例に係る面状照明装置1’では、導光板21の入光面21a付近から、距離の比較的長い色ムラが発生することとなる。
Therefore, in the spread illuminating device 1 ′, if light of each color does not travel to the “second region” on the back side (positive direction side of the X-axis in the drawing) from the “first region”, sufficient color mixing will occur. Can not be obtained. For this reason, in the spread illuminating device 1 ′ according to the comparative example, color unevenness having a relatively long distance is generated from near the
なお、この点、前述の遮光部材3の幅を大きくすることによって、色ムラを見えにくくすることが考えられるが、かかる対策では、近年強まっている狭額縁化の要請に応えられない。
In this regard, it is conceivable to make the color unevenness less visible by increasing the width of the
そこで、実施形態に係る面状照明装置1は、配光部と、光拡散部とを備えることとした。配光部は、例えば後述する入光プリズム8であって、入光面21aに設けられ、光源5からの光の一部を入光面21aに略平行な方向に近い方向へ進行させるとともに、光源5からの光の残りの一部を入光面21aに略垂直な方向へ進行させる。光拡散部は、例えば後述する縦プリズム7であって、入光面21aに略垂直な方向へ延在し、かかる延在する方向と交わる断面において連続する凹凸形状を有するように出射面21bに設けられる。
Therefore, the planar lighting device 1 according to the embodiment includes a light distribution unit and a light diffusion unit. The light distribution unit is, for example, a
以下、より具体的に、実施形態に係る面状照明装置1の構成例について図2〜図4を用いて説明する。図2は、実施形態に係る面状照明装置1の構成例を示す分解斜視図である。なお、図2は図1Cに対応しているため、図2を用いた説明では、図1Cと異なる点について主に説明する。 Hereinafter, a configuration example of the planar lighting device 1 according to the embodiment will be described more specifically with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a configuration example of the planar lighting device 1 according to the embodiment. Note that FIG. 2 corresponds to FIG. 1C, and thus, in the description using FIG. 2, mainly different points from FIG. 1C will be described.
また、図3は、実施形態に係る縦プリズム7の構成例を示す略断面図である。また、図4は、実施形態に係る入光プリズム8の構成例を示す平面模式図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view illustrating a configuration example of the
図2に示すように、実施形態に係る面状照明装置1は、縦プリズム7と、入光プリズム8とをさらに備える点が、比較例に係る面状照明装置1’とは異なる。縦プリズム7は、例えばレンチキュラーレンズである。
As shown in FIG. 2, the surface illumination device 1 according to the embodiment is different from the surface illumination device 1 ′ according to the comparative example in further including a
縦プリズム7は、光拡散部の一例であって、図2に示すように、入光面21aに略垂直な方向(図中のX軸方向)へ延在するように出射面21bに設けられる。
The
また、縦プリズム7は、図3に示すように、延在する方向と交わる断面(例えば図中のYZ平面による断面)において連続する凹凸形状を有するように出射面21bに設けられる。
Further, as shown in FIG. 3, the
例えば、図2および図3では、断面円弧状の凸条体71が凸部として、出射面21bに対し、所定の間隔で入光面21aに略平行な方向(図中のY軸方向)に連続的に(繰り返し)形成され、出射面21bを凹部として凹凸形状を有するように設けられた縦プリズム7の例を示している。
For example, in FIG. 2 and FIG. 3, the
このように縦プリズム7を構成した場合、導光板21へ入射した光をプリズム面(曲面)により反射させることができ、導光板21の入光面21aに略平行な方向(図中のY軸方向)に対して不規則に拡散させることができる。これにより、導光板21の内部を進行する光を均一にすることができる。
When the
なお、縦プリズム7は、凸条体71の延在方向(図中のX軸方向)に略平行な方向で入射した光については、導光板21の内部で全反射させ、出射面21bから外部へは出射させない。
Note that the
一方で、縦プリズム7は、凸条体71の延在方向に略垂直に近い角度(臨界角よりも小さい角度)で入射した光については、凹凸形状の表面から外部へ出射させることができる。なお、図2および図3に示した例では、凸条体71が断面円弧状であることとしたが、凸条体71の断面形状を限定するものではなく、例えば正弦曲線状や多角形状等であってもよい。
On the other hand, the
入光プリズム8は、配光部の一例であって、図2に示すように、入光面21aに、入光面21aの延在方向(図中のY軸方向)に沿って設けられる。具体的には、入光プリズム8は、図4に示すように、入光面21aと、所定の間隔で入光面21aから突出させて形成された略台形状の単位プリズム81との組み合わせからなる。
The
単位プリズム81は、入光面21aに対して傾斜角度の大きい、すなわち入光面21aに対して略垂直な端面81aと、入光面21aに略平行な端面81bとを有する。端面81aは、その法線に近い方向へ向けて、光源5から入光する光を屈折させて進行させる。すなわち、光源5からの光の一部を入光面21aに略平行な方向に近い方向へ進行させる。
The
一方で、端面81bおよび入光面21aは、光源5からの残りの光を入光面21aに略垂直な方向へ進行させる。
On the other hand, the
また、図2〜図4には図示していないが、実施形態に面状照明装置1は、前述の光路変更部6であるドットパターンが、図1Eで示した「第1領域」の反射面21c側には設けられない、あるいは、「第2領域」よりも分布が疎となるように設けられる点が、比較例に係る面状照明装置1’とは異なる。
Although not shown in FIGS. 2 to 4, the spread illuminating apparatus 1 according to the embodiment has a configuration in which the above-described dot pattern as the optical
次に、上述のように構成した実施形態に係る面状照明装置1による色ムラの解決原理について、図5を用いて説明する。図5は、実施形態に係る面状照明装置1における入光面21a付近の光の進行方向を示す平面模式図である。
Next, the principle of solving the color unevenness by the planar illumination device 1 according to the embodiment configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic plan view illustrating a traveling direction of light near the
図5に示すように、面状照明装置1は、「第1領域」、すなわち導光板21の入光面21a寄りの入光面21aに略平行な帯状の領域を、異なる色の光を混色させて出射する領域とする。かかる「第1領域」から出射される光を以下、「第1モード光」と呼ぶ。
As shown in FIG. 5, the planar lighting device 1 mixes light of different colors with a “first region”, that is, a band-like region substantially parallel to the
また、面状照明装置1は、図1Eで既に示した「第2領域」、すなわち「第1領域」よりも入光面21aから離れた領域であり、かつ、「第1領域」に隣接する領域を、「第1領域」を入光面21aと略垂直に通過して混色の不十分な光を十分に混色させ、出射する領域とする。かかる「第2領域」から出射される光を以下、「第2モード光」と呼ぶ。
The spread illuminating device 1 is a “second region” already shown in FIG. 1E, that is, a region farther from the
まず、「第1モード光」について具体的に説明する。前述の入光プリズム8の傾斜角度が大きい端面81aから導光板21の内部へ入光した光は、図5に示すように、入光面21aに対して拡がり角の大きい、入光面21aに略平行な方向へ向かって進行する(図4参照)。
First, the “first mode light” will be specifically described. As shown in FIG. 5, the light entering the
これにより、図1Eで示したように、異なる色の光の交わりが疎であった「第1領域」において、図5に示すように、かかる交わりを密にさせ、異なる色の光を十分に混色させることができる。 Thereby, as shown in FIG. 1E, in the “first region” where the intersection of light of different colors is sparse, as shown in FIG. 5, such intersection is made dense, and light of different colors is sufficiently emitted. Can mix colors.
また、かかる「第1領域」において混色された光は、前述の縦プリズム7に対して略垂直に近い角度で入射するので、混色された少なくとも一部の光は、「第1モード光」として凸条体71の表面から出射されることとなる。
Further, the light mixed in the “first region” is incident on the above-described
このような作用により、「第1領域」から色ムラの抑制された「第1モード光」を出射させることが可能となる。なお、図5では、縦プリズム7の凸条体71が、導光板21の入光面21aにまで延びているように図示しているが、凸条体71は、「第1領域」の中途までの長さであってもよい。言い換えれば、縦プリズム7は、入光面21aの直近になくともよく、凸条体71の端面が入光面21aから離れた位置となるように設けられてもよい。
By such an operation, it is possible to emit “first mode light” in which color unevenness is suppressed from the “first region”. In FIG. 5, the
また、凸条体71それぞれの長さが一定でなくともよい。また、凸条体71の突出度合い(具体的には、出射面との接線角度、最大接線角度)が、「第1領域」では数度(2°)〜10°、「第2領域」では10°〜30°のように、2つの領域で変化していてもよい。また、「第1領域」と「第2領域」とは、明確に区分けされるとは限らず、2つの領域が混合される領域があってもよい。
Further, the length of each of the
次に、「第2モード光」について具体的に説明する。入光面21aに略平行な(あるいは傾斜角度の小さい)入光プリズム8の端面81bから導光板21の内部へ入光した光は、一定の拡がり角を有しながら、図5に示すように、入光面21aに対し、概ね垂直な方向へ向かって進行する。
Next, the “second mode light” will be specifically described. Light entering the
これにより、入光面21aから所定の距離だけ離れた「第2領域」において、異なる色の光を混色させることができる。この入光面21aに対して概ね垂直な方向へ向かって進行し、「第1領域」を通過する光(すなわち、混色が不十分な光)は、縦プリズム7に対しては略平行に近い角度で入射するので、導光板21の内部で全反射されて、基本的には導光板21から外部へは出射されない。すなわち、「第2モード光」は、混色が不十分な状態で導光板21から出射されることはない。
Thus, different colors of light can be mixed in the “second region” that is separated from the
一方で、導光板21の内部を、全反射を伴いながらあるいは全反射を伴わずに先送りされる間に十分に混色された光は、「第2領域」の反射面21c側に設けられた光路変更部6により光路が変更されて、「第2モード光」として出射面21bから出射されることとなる。
On the other hand, the light that has been sufficiently mixed while being forwarded inside the
このような作用により、「第2領域」から色ムラの抑制された「第2モード光」を出射させることが可能となる。 By such an operation, it is possible to emit “second mode light” with suppressed color unevenness from the “second region”.
なお、図5では、「第1領域」の反射面21c側に光路変更部6が設けられていない場合を図示しているが、「第2領域」よりも分布が疎となるように設けられてもよい。また、光路変更部6は、「第2領域」から「第1領域」にかけて漸減するように、すなわち徐々に数が減少していくように設けられてもよい。また、「第1領域」には、反射シート22などの部材が導光板21に貼り付くことを防止することを目的とし、出射面21bからの光の出射に実質的に影響を及ぼさないレベルの低密度のドットが形成されていてもよい。
Although FIG. 5 illustrates a case where the optical
また、実施形態に係る面状照明装置1は、入光プリズム8を介することにより、例えば図6に示す配光特性をもって導光板21へ光を入光させる。図6は、導光板21への配光特性を示す図である。ここに言う配光特性とは、入光面21aに対し垂直な光軸方向を0°とした場合の光束の角度分布である。
In addition, the spread illuminating apparatus 1 according to the embodiment causes the light to enter the
図6に示すように、面状照明装置1は、概ね9割がたの光を±40°内の略垂直な方向
で進行させる。したがって、大半の光は、「第1領域」を通過して「第2領域」へ進行し、十分に混色されない状態では縦プリズム7から外部へ出射されずに、導光板21の内部で混色される。その後、光路変更部6により光路が変更されて、「第2モード光」として出射されることとなる。
As shown in FIG. 6, the spread illuminating device 1 causes approximately 90% of the light to travel in a substantially vertical direction within ± 40 °. Therefore, most of the light travels through the “first region” to the “second region”, and in a state where the color is not sufficiently mixed, the light is not emitted from the
一方で、面状照明装置1は、残りの光を、−90°〜−50°または+50°〜+90°の略平行な方向で進行させる。したがって、これらの光は、「第1領域」で密に交わって混色されるとともに、縦プリズム7へ略垂直に近い角度で入射して、縦プリズム7の表面から「第1モード光」として出射されることとなる。
On the other hand, the planar lighting device 1 causes the remaining light to travel in a substantially parallel direction of −90 ° to −50 ° or + 50 ° to + 90 °. Therefore, these lights intersect densely in the “first region” and are mixed with each other, and enter the
このような配光特性を示すうえでは、入光プリズム8の構成は、図4に示したものに限られない。かかる入光プリズム8の変形例について、図7を用いて説明する。図7は、実施形態に係る入光プリズム8の変形例を示す平面模式図である。
In order to exhibit such light distribution characteristics, the configuration of the
図7に示すように、入光プリズム8は、単位プリズム82が、入光面21aに対し傾斜角度の大きい端面82aと傾斜角度の小さい端面82bとを有し、XZ平面に平行な仮想面Cを対称面として鏡映対称となる形状に形成されていてもよい。
As shown in FIG. 7, in the
かかる場合、入光プリズム8は、入光面21aに対して傾斜角度の大きい、すなわち入光面21aに対して略垂直な端面82aによって、光源5からの光の一部を入光面21aに略平行な方向に近い方向へ進行させる。
In such a case, the
一方で、入光プリズム8は、入光面21aに対して傾斜角度の小さい、すなわち入光面21aに対して略平行な端面82bと、入光面21aとによって、光源5からの残りの光を、広がり角を所定の値に調整しながら入光面21aに略垂直な方向へ進行させる。
On the other hand, the
すなわち、かかる変形例によっても、照明特性に対する要求仕様に応じて、互いに補完関係にある2方向に対する配光特性を示すように、面状照明装置1を構成することが可能となる。 That is, according to such a modification, it is also possible to configure the spread illuminating apparatus 1 so as to exhibit light distribution characteristics in two directions that are complementary to each other, according to the required specifications for the illumination characteristics.
上述してきたように、実施形態に係る面状照明装置1は、導光板21と、発光色が互いに異なる複数の発光素子を含む光源5と、入光プリズム8(「配光部」の一例に相当)と、縦プリズム7(「光拡散部」の一例に相当)と、光路変更部6と、を備える。
As described above, the planar lighting device 1 according to the embodiment includes the
導光板21は、入光面21aとなる側面と、2つの主面とを有する。光源5は、1個が発光色の異なる複数の発光素子を含み、入光面21aに沿って複数個設けられる。
The
入光プリズム8は、入光面21aに設けられ、光源5からの光の一部を入光面21aに略平行な方向に近い方向である第1方向へ進行させるとともに、光源5からの光のうち第1方向に進行した光以外の光を入光面21aに略垂直な方向である第2方向へ進行させる。縦プリズム7は、入光面21aに略垂直な方向へ延在し、かかる延在する方向と交わる断面において連続する凹凸形状を有するように2つの主面のうちの一方の主面に設けられる。光路変更部6は、2つの主面のうちの他方の主面に設けられ、導光板21の内部の光の光路を変更する。
The
したがって、実施形態に係る面状照明装置1によれば、入光面21aから入光した光を、入光プリズム8により、入光面21aにほぼ平行な第1方向および入光面21aにほぼ垂直な第2方向に進行させることができる。そして、第1方向へ進行させた光と縦プリズム7および第2方向へ進行させた光と光路変更部6との相互作用によって、混色のメカニズムおよび出射領域が互いに異なる2つのモード光を生成することができる。これにより、導光板21の入光面21a付近からの色ムラの発生を抑えつつ(すなわち、狭額縁を維持しつつ)、広色域化を実現することができる。
Therefore, according to the planar illumination device 1 according to the embodiment, the light incident from the
また、入光プリズム8は、導光板21の入光面21a寄りの領域であり、かかる入光面21aに略平行な帯状の領域である第1領域において、第1方向へ光を進行させ、第1領域、および、第1領域よりも入光面21aから離れた領域であり、第1領域に隣接する領域である第2領域において、第2方向へ光を進行させる。
The light-entering
したがって、実施形態に係る面状照明装置1によれば、配光部として入光プリズム8を適用し、入光プリズム8の偏向機能により、入光面21a寄りの第1領域において第1方向へ進行する光と、第1領域よりも入光面21aから離れた第2領域において第2方向に進行する光とを、容易かつ任意に生成することができる。
Therefore, according to the spread illuminating device 1 according to the embodiment, the
また、縦プリズム7は、第1領域から第2領域にかけて設けられ、光路変更部6は、第2領域に設けられる。あるいは、縦プリズム7は、第1領域から第2領域にかけて設けられ、光路変更部6は、第1領域から第2領域にかけて設けられ、第1領域に設けられる光路変更部6により光路が変更された光の略全ては、第2領域に先送りされる。
The
したがって、実施形態に係る面状照明装置1によれば、第1領域からは光路変更部6の影響を受けることなく第1モード光を効率的に出射させるとともに、第2領域からは光路変更部6の影響により第2モード光を効率的に出射させることができる。すなわち、第1モード光と第2モード光の出射領域を異ならしめることができる。なお、第1領域に光路変更部6が設けられる場合、出射面21bからの光の出射に実質的に影響を及ぼさないように、すなわち第1領域の光路変更部6により光路が変更された光の略全ては第2領域に先送りされるようにすることで、第1領域の光路変更部6を、反射シート22などの部材が導光板21に貼り付くことを防止するために用いることができる。
Therefore, according to the spread illuminating apparatus 1 according to the embodiment, the first mode light is efficiently emitted from the first area without being affected by the optical
また、縦プリズム7は、2つの主面のうち光を出射させる主面である出射面21bに設けられ、光路変更部6は、出射面21bの反対側の主面である反射面21cに設けられる。また、光路変更部6は、例えばドーム状のドットパターンであって、第2領域よりも第1領域の方で分布が疎となるように設けられる。したがって、実施形態に係る面状照明装置1によれば、第1領域と第2領域の間に遷移領域を設けることができ、第1モード光と第2モード光との境界を目立たなくすることができる。また、第2領域よりも第1領域の方で光路変更部6の影響を受けにくくすることができる。
The
また、入光プリズム8は、入光面21aに対して傾斜角度が略垂直な端面81a,82a(「第1端面」の一例に相当)と、入光面21aに対して傾斜角度が略平行な端面81b,82b(「第2端面」の一例に相当)とを有するように形成される。端面81a,82aは、光源5からの光を第1方向へ屈折させ、端面81b,82bは、光源5からの光を第2方向へ進行させる。
Further, the
したがって、実施形態に係る面状照明装置1によれば、入光プリズム8において互いに傾斜角度の異なる一対の傾斜面の傾斜角度をそれぞれ適宜設定することにより、色度ムラを抑えるための要求仕様に応じて第1方向および第2方向を高精度に調整することができる。
Therefore, according to the spread illuminating apparatus 1 according to the embodiment, by appropriately setting the inclination angles of the pair of inclined surfaces having different inclination angles in the
また、縦プリズム7は、入光面21aに略垂直な方向へ延びる凸条体71が、出射面21bに対し、所定の間隔で入光面21aに略平行な方向に繰り返し形成されたプリズムである。また、縦プリズム7は、レンチキュラーレンズであり、最大接線角度が2°〜10°である。
The
したがって、実施形態に係る面状照明装置1によれば、第1領域において混色され、縦プリズム7へ略垂直に近い角度で入射する光を、第1モード光として縦プリズム7の表面から効率的に出射させることができる。また、第1領域を略垂直に通過し、凸条体71と略平行に進行する光については、導光板21から出射させずに導光板21の内部で反射させ、色ムラなく混色させることができる。
Therefore, according to the spread illuminating apparatus 1 according to the embodiment, light mixed in the first region and incident on the
また、実施形態に係る面状照明装置1は、第1領域においては、第1方向に進行した光が縦プリズム7から出射され、第2領域においては、光路変更部により光路が変更された光が出射される。
In the spread illuminating apparatus 1 according to the embodiment, in the first region, the light traveling in the first direction is emitted from the
したがって、実施形態に係る面状照明装置1によれば、入光面21aからの距離が互いに異なる第1領域および第2領域から、それぞれ異なるメカニズムで混色された第1モード光および第2モード光をそれぞれ出射させることができ、導光板21の入光面21a付近からの色ムラの発生を高い自由度をもって抑え、狭額縁化と広色域化を両立することができる。
Therefore, according to the planar lighting device 1 according to the embodiment, the first mode light and the second mode light mixed by different mechanisms from the first region and the second region having different distances from the
また、縦プリズム7は、第1方向に進行し、縦プリズム7が延在する方向に対して臨界角よりも小さい角度で入射した光を当該縦プリズム7から出射する。
Further, the
したがって、実施形態に係る面状照明装置1によれば、第1領域において混色され、縦プリズム7へ略垂直に近い角度で入射する光を、縦プリズム7の表面から第1モード光として出射させることができる。
Therefore, according to the surface illumination device 1 according to the embodiment, light that is mixed in the first region and that is incident on the
なお、上述した実施形態では、縦プリズム7または入光プリズム8を、出射面21b上または入光面21a上に直接形成する場合を例に挙げたが、これに限られない。例えば、表面に、縦プリズム7状または入光プリズム8状の凹凸形状が形成された透明なシート部材を、出射面21bまたは入光面21aに貼り付けることによって、縦プリズム7または入光プリズム8に相当する光拡散部または配光部を設けてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the
また、上述した実施形態では、光源5がLEDである場合を例に挙げたが、LEDに限られるものではなく、他の光源であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the
また、上述した実施形態では、縦プリズム7が、導光板21の終端面(例えば入光面21aあるいは入光面21aの対向面)まで延びている例を挙げたが、必ずしも終端面まで延びていなくともよい。また、上述した実施形態では、縦プリズム7が出射面21b側に設けられ、光路変更部6が反射面21c側に設けられている例を挙げたが、縦プリズム7が反射面21c側に設けられ、光路変更部6が出射面21b側に設けられていてもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the
また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Further, the present invention is not limited by the above embodiments. The present invention also includes a configuration in which the above-described components are appropriately combined. Further, further effects and modified examples can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.
1 面状照明装置、2 出射領域、3,4 遮光部材、5 光源、6 光路変更部、7 縦プリズム(光拡散部)、8 入光プリズム(配光部)、21 導光板、21a 入光面、21b 出射面、21c 反射面、71 凸条体、81,82 単位プリズム、81a,82a 端面(第1端面)、81b,82b 端面(第2端面) REFERENCE SIGNS LIST 1 planar illumination device, 2 emission areas, 3, 4 light shielding members, 5 light sources, 6 optical path changing section, 7 vertical prism (light diffusion section), 8 light input prism (light distribution section), 21 light guide plate, 21a light input Surface, 21b Emission surface, 21c Reflection surface, 71 convex stripe, 81, 82 Unit prism, 81a, 82a End surface (first end surface), 81b, 82b End surface (second end surface)
Claims (11)
1個が発光色の異なる複数の発光素子を含み、前記入光面に沿って複数個設けられる光源と、
前記入光面に設けられ、前記光源からの光の一部を前記入光面に略平行な方向に近い方向である第1方向へ進行させるとともに、前記光源からの光のうち前記第1方向に進行した光以外の光を前記入光面に略垂直な方向である第2方向へ進行させる配光部と、
前記入光面に略垂直な方向へ延在し、該延在する方向と交わる断面において連続する凹凸形状を有するように前記2つの主面のうちの一方の主面に設けられる光拡散部と、
前記2つの主面のうちの他方の主面に設けられ、前記導光板の内部の光の光路を変更する光路変更部と、
を備える、面状照明装置。 A light guide plate having a side surface serving as a light incident surface and two main surfaces;
One including a plurality of light emitting elements having different emission colors, a plurality of light sources provided along the light incident surface;
A part of the light from the light source is provided on the light incident surface and travels in a first direction that is a direction close to a direction substantially parallel to the light incident surface, and the first direction of the light from the light source is A light distribution unit that causes light other than light that has traveled to travel in a second direction that is a direction substantially perpendicular to the light incident surface;
A light diffusing portion that extends in a direction substantially perpendicular to the light incident surface and is provided on one of the two main surfaces so as to have a continuous uneven shape in a cross section that intersects the extending direction; ,
An optical path changing unit that is provided on the other main surface of the two main surfaces and changes an optical path of light inside the light guide plate;
A planar lighting device comprising:
前記導光板の前記入光面寄りの領域であり、該入光面に略平行な帯状の領域である第1領域において、前記第1方向へ光を進行させ、
前記第1領域、および、前記第1領域よりも前記入光面から離れた領域であり、前記第1領域に隣接する領域である第2領域において、前記第2方向へ光を進行させる、
請求項1に記載の面状照明装置。 The light distribution unit,
In the first region, which is a region near the light incident surface of the light guide plate and is a band-like region substantially parallel to the light incident surface, the light travels in the first direction;
The first region, and a region that is more distant from the light incident surface than the first region, and in a second region that is adjacent to the first region, causes light to travel in the second direction;
The planar lighting device according to claim 1.
前記光路変更部は、前記第2領域に設けられる、
請求項2に記載の面状照明装置。 The light diffusion unit is provided from the first region to the second region,
The optical path changing unit is provided in the second area,
The planar lighting device according to claim 2.
前記光路変更部は、前記第1領域から前記第2領域にかけて設けられ、
前記第1領域に設けられる前記光路変更部により光路が変更された光の略全ては、前記第2領域に先送りされる、
請求項2に記載の面状照明装置。 The light diffusion unit is provided from the first region to the second region,
The optical path changing unit is provided from the first area to the second area,
Almost all of the light whose optical path has been changed by the optical path changing unit provided in the first area is postponed to the second area.
The planar lighting device according to claim 2.
前記2つの主面のうち光を出射させる主面である出射面に設けられ、
前記光路変更部は、
前記出射面の反対側の主面である反射面に設けられる、
請求項2、3または4に記載の面状照明装置。 The light diffusion unit,
It is provided on an emission surface that is a main surface for emitting light among the two main surfaces,
The optical path changing unit,
Provided on a reflection surface that is a main surface on the opposite side of the emission surface,
The spread illuminating device according to claim 2, 3 or 4.
前記第2領域よりも前記第1領域の方で分布が疎となるように設けられる、
請求項2〜5のいずれか一つに記載の面状照明装置。 The optical path changing unit is a dot pattern,
Provided so that the distribution is more sparse in the first region than in the second region;
A spread illuminating device according to any one of claims 2 to 5.
前記入光面に対して傾斜角度が略垂直な第1端面と、前記入光面に対して傾斜角度が略平行な第2端面とを有するように形成され、
前記第1端面は、
前記光源からの光を前記第1方向へ屈折させ、
前記第2端面は、
前記光源からの光を前記第2方向へ進行させる、
請求項1〜6のいずれか一つに記載の面状照明装置。 The light distribution unit is a prism,
A first end surface having an inclination angle substantially perpendicular to the light incident surface, and a second end surface having an inclination angle approximately parallel to the light incident surface;
The first end face is
Refracting light from the light source in the first direction,
The second end face,
Causing light from the light source to travel in the second direction;
A spread illuminating device according to claim 1.
前記入光面に略垂直な方向へ延びる凸条体が、前記一方の主面に対し、所定の間隔で前記入光面に略平行な方向に繰り返し形成されたプリズムである、
請求項1〜7のいずれか一つに記載の面状照明装置。 The light diffusion unit,
The ridges extending in a direction substantially perpendicular to the light incident surface are prisms repeatedly formed in a direction substantially parallel to the light incident surface at a predetermined interval with respect to the one main surface,
The spread illuminating device according to claim 1.
請求項1〜8のいずれか一つに記載の面状照明装置。 The light diffusion unit is a lenticular lens, the maximum tangent angle is 2 ° to 10 °,
The planar lighting device according to claim 1.
1個が発光色の異なる複数の発光素子を含み、前記入光面に沿って複数個設けられる光源と、
前記入光面に設けられ、前記光源からの光の一部を前記入光面に略平行な方向に近い方向である第1方向へ進行させるとともに、前記光源からの光のうち前記第1方向に進行した光以外の光を前記入光面に略垂直な方向である第2方向へ進行させる配光部と、
前記入光面に略垂直な方向へ延在し、該延在する方向と交わる断面において連続する凹凸形状を有するように前記2つの主面のうちの一方の主面に設けられる光拡散部と、
前記2つの主面のうちの他方の主面に設けられ、前記導光板の内部の光の光路を変更する光路変更部と、
を備え、
前記導光板の前記入光面寄りの領域である第1領域においては、前記第1方向に進行した光が前記光拡散部から出射され、
前記導光板において前記第1領域よりも前記入光面から離れた領域であり、前記第1領域に隣接する領域である第2領域においては、前記光路変更部により光路が変更された光が出射される、面状照明装置。 A light guide plate having a side surface serving as a light incident surface and two main surfaces;
One including a plurality of light emitting elements having different emission colors, a plurality of light sources provided along the light incident surface;
A part of the light from the light source is provided on the light incident surface and travels in a first direction that is a direction close to a direction substantially parallel to the light incident surface, and the first direction of the light from the light source is A light distribution unit that causes light other than light that has traveled to travel in a second direction that is a direction substantially perpendicular to the light incident surface;
A light diffusing portion that extends in a direction substantially perpendicular to the light incident surface and is provided on one of the two main surfaces so as to have a continuous uneven shape in a cross section that intersects the extending direction; ,
An optical path changing unit that is provided on the other main surface of the two main surfaces and changes an optical path of light inside the light guide plate;
With
In a first region, which is a region near the light entrance surface of the light guide plate, light traveling in the first direction is emitted from the light diffusion unit,
In the light guide plate, in a second region, which is a region farther from the light incident surface than the first region and adjacent to the first region, light whose light path has been changed by the light path changing unit is emitted. Is a spread illuminating device.
前記第1方向に進行し、前記延在する方向に対して臨界角よりも小さい角度で入射した光を当該光拡散部から出射する、
請求項10に記載の面状照明装置。 The light diffusion unit,
Proceeding in the first direction, the light that has entered at an angle smaller than the critical angle with respect to the extending direction is emitted from the light diffusion unit,
The planar lighting device according to claim 10.
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-
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