JP6128761B2 - Surface light source device and liquid crystal display device - Google Patents

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Description

本発明は、導光板を備えた面光源装置、および面光源装置を備えた液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a surface light source device including a light guide plate and a liquid crystal display device including the surface light source device.

液晶表示装置に代表される非発光表示装置には、表示装置を照明するためのバックライトユニット(面光源装置)が裏面に設けられている。   In a non-light emitting display device typified by a liquid crystal display device, a backlight unit (surface light source device) for illuminating the display device is provided on the back surface.

非発光表示装置に備えられる面光源装置としては、例えば、側面(入射面)に対向配置された光源と、光源からの入射光を表面(出射面)へ出射する導光板と、導光板の裏面(反出射面)へ出射された光を再び導光板内に戻すため導光板の反出射面側に設けられた反射板とを備えるものが知られている。   As the surface light source device provided in the non-light emitting display device, for example, a light source disposed opposite to a side surface (incident surface), a light guide plate that emits incident light from the light source to the surface (exit surface), and a back surface of the light guide plate In order to return the light emitted to the (anti-emission surface) again into the light guide plate, there is known one provided with a reflection plate provided on the side opposite to the emission surface of the light guide plate.

また、導光板の出射面側に、出射面から出射された光を視野角内に集光して輝度を向上させるレンズシートや、輝度を均一化させる拡散板を必要に応じて設けるバックライトユニットも知られている。   Also, a backlight unit is provided on the exit surface side of the light guide plate, where necessary, a lens sheet that collects light emitted from the exit surface within a viewing angle to improve brightness, and a diffuser plate that uniformizes brightness. Is also known.

近年では、更なる薄型化および長寿命化を図るべく、蛍光ランプに代わる光源としてLED(Light Emitting Diode)が多く採用されつつある。現在では、LED光源を導光板の側面に沿って一列に配列した、エッジライト方式の面光源装置が主流となっている。   In recent years, LEDs (Light Emitting Diodes) are increasingly being used as light sources in place of fluorescent lamps in order to achieve further reduction in thickness and life. At present, an edge light type surface light source device in which LED light sources are arranged in a line along the side surface of the light guide plate is mainly used.

たとえば特許文献1では、導光板の反出射面に形成したV溝で光を反射させ、側面に配列したLED光源の光を伝播させるバックライト装置が提案されている。   For example, Patent Document 1 proposes a backlight device in which light is reflected by a V-groove formed on a light-exiting surface of a light guide plate and light from an LED light source arranged on a side surface is propagated.

特開2002−8423号公報JP 2002-8423 A

LEDを光源とする面光源装置では、離散的に光源が配列されていることや、一般的なLED光源の放射光が指向特性を有していることにより、局所的に明るくなるホットスポット(Hot Spot)が発生する等、表示画面の明るさが不均一になる輝度ムラが生じやすい。   In a surface light source device using an LED as a light source, a hot spot (Hot) that is locally brightened due to the discrete arrangement of light sources and the radiated light of a general LED light source having directional characteristics. (Spot) or the like, luminance unevenness in which the brightness of the display screen becomes uneven is likely to occur.

LED光源の発光効率は年々向上しているため、1つの面光源装置に使用されるLED光源の個数は減少する傾向にある。このため、配列したLED光源間の間隔が広がり、LED光源間に形成される暗部がより顕著になってきている。よって、上記の輝度ムラはより生じやすくなってきている。   Since the luminous efficiency of LED light sources is improving year by year, the number of LED light sources used in one surface light source device tends to decrease. For this reason, the space | interval between the arranged LED light sources spreads, and the dark part formed between LED light sources has become more remarkable. Therefore, the luminance unevenness is more likely to occur.

特許文献1に示された構成においては、導光板の反出射面において、光源から入射した光の進行方向に対して斜め方向に形成された断面が略V字状の溝が備えられている。光源から入射した光の一部はこの略V字状の溝に反射されて拡散し、LED光源間の暗部に到達し、または直接導光板の出射面に到達して、輝度ムラを生じにくくさせる。   In the configuration disclosed in Patent Document 1, a groove having a substantially V-shaped cross section formed in an oblique direction with respect to the traveling direction of light incident from the light source is provided on the light-exiting surface of the light guide plate. Part of the light incident from the light source is reflected and diffused by this substantially V-shaped groove, reaches the dark part between the LED light sources, or directly reaches the light exit surface of the light guide plate, making it difficult to cause uneven brightness. .

また、LED光源が配置された側面近辺では、反出射面の略V字状の溝は蛇行するように形成される。さらに反出射面の略V字状の溝は、LED光源が配置された側面から離れるに従って、その溝が深く形成される。溝の蛇行の振幅は、LED光源が配置された側面から離れるに従って緩やかに(狭く)なるように形成される。   Further, in the vicinity of the side surface where the LED light source is disposed, the substantially V-shaped groove on the non-emission surface is formed to meander. Furthermore, the substantially V-shaped groove on the light-exiting surface is formed deeper as the distance from the side surface on which the LED light source is disposed increases. The amplitude of the meandering of the groove is formed so as to be gradually (narrower) as the distance from the side surface on which the LED light source is disposed.

このように形成されることで、導光板の出射面から出射される光の空間分布(出射面内の輝度均一性の指標)を調整することができる。   By forming in this way, it is possible to adjust the spatial distribution of light emitted from the exit surface of the light guide plate (an index of luminance uniformity within the exit surface).

特許文献1に示された構成においては、導光板の出射面から出射される光には、略V字状の溝で全反射して導光板の出射面に直接到達した光と、略V字状の溝を透過し、反出射面側に配置された反射板での反射を介して導光板の出射面に到達した光とが混在している。   In the configuration shown in Patent Document 1, the light emitted from the light exit surface of the light guide plate is totally reflected by the substantially V-shaped groove and directly reaches the light exit surface of the light guide plate. Light that has passed through the groove and reaches the exit surface of the light guide plate through reflection by the reflector disposed on the side opposite to the exit surface.

ここで、反出射面に形成された略V字状の溝に反射され導光板の出射面に直接到達した光の向きは、当該溝が形成される方向に依存することとなる。結果として、導光板の出射面から出射される光の向きも、略V字状の溝が形成される方向に依存することになる。LED光源が配置された側面近辺では略V字状の溝は蛇行して形成されているため、導光板の出射面から出射される光の向きも蛇行する。   Here, the direction of the light reflected by the substantially V-shaped groove formed on the non-light-emitting surface and directly reaching the light-emitting surface of the light guide plate depends on the direction in which the groove is formed. As a result, the direction of light emitted from the exit surface of the light guide plate also depends on the direction in which the substantially V-shaped groove is formed. In the vicinity of the side surface where the LED light source is disposed, the substantially V-shaped groove is meandering, so the direction of light emitted from the exit surface of the light guide plate also meanders.

導光板の出射面から出射される光の輝度分布については、導光板の反出射面に形成された略V字状の溝によって調整されるが、調整された分布であっても出射された光が上記の溝が形成される方向に依存した指向性を有することにより、導光板の出射面を見る方向によっては輝度ムラが生じてしまう。   The luminance distribution of the light emitted from the exit surface of the light guide plate is adjusted by a substantially V-shaped groove formed on the opposite exit surface of the light guide plate. However, depending on the direction in which the exit surface of the light guide plate is viewed, luminance unevenness occurs.

また、LED光源が配置された側面付近の反出射面において形成された略V字状の溝に注目すれば、この溝は蛇行して形成されているために1つの溝内の各箇所でLED光源からの距離が異なっている。LED光源の主たる光線の中心軸方向に位置する箇所では溝の深さは浅く形成され、LED光源の主たる光線の中心軸方向から外れた箇所では溝の深さは深く形成されることとなる。よって、溝を形成する際の加工難易度も高くなる。   Further, if attention is paid to a substantially V-shaped groove formed on the anti-light-emitting surface near the side surface on which the LED light source is disposed, the groove is formed in a meandering manner. The distance from the light source is different. The depth of the groove is formed shallow at a position located in the central axis direction of the main light beam of the LED light source, and the depth of the groove is formed deep at a position away from the central axis direction of the main light beam of the LED light source. Therefore, the processing difficulty at the time of forming a groove | channel also becomes high.

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、導光板の出射面から出射される光の輝度ムラを抑制し、かつ、形成が容易な導光板を有する面光源装置、および当該面光源装置を有する液晶表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a surface light source device having a light guide plate that suppresses uneven luminance of light emitted from the light emission surface of the light guide plate and is easy to form. And a liquid crystal display device having the surface light source device.

本発明の一態様に関する面光源装置は、出射面から光を出射させる導光板と、前記導光板に光を入射させる点状光源と、前記導光板の前記出射面と対向する反出射面側に配置された反射板とを備え、前記導光板が、前記反出射面において、前記点状光源に対応した所定の配置で形成された溝を有し、前記導光板の側面方向から見た断面において、前記溝の側面と前記導光板の前記反出射面とのなす角が略垂直であり、前記導光板の前記側面方向から見た前記溝の、前記溝が延びる方向と直交する断面が矩形形状であり、前記溝の側面の幅bと、前記溝の底面の、前記溝が延びる方向と直交する方向における幅aとの比を調整することによって、前記出射面から出射される光の量を調整可能であることを特徴とする。
また、本発明の他の態様に関する面光源装置は、出射面から光を出射させる導光板と、前記導光板に光を入射させる点状光源と、前記導光板の前記出射面と対向する反出射面側に配置された反射板とを備え、前記導光板が、前記反出射面において、前記点状光源に対応した所定の配置で形成された溝を有し、前記導光板の側面方向から見た断面において、前記溝の側面と前記導光板の前記反出射面との成す角が略垂直であり、前記点状光源が、前記導光板の前記反出射面に付随して配置され、前記点状光源に対応する前記導光板の前記出射面の位置に、線対称の円弧状の曲面形状を有し、前記溝が、前記線対称の対称軸に直交する前記点状光源からの主光線軸に対称な対を成し、かつ、前記主光線軸に対して傾斜する方向に形成されていることを特徴とする。
A surface light source device according to an aspect of the present invention includes a light guide plate that emits light from an exit surface, a point light source that causes light to enter the light guide plate, and a counter-exit surface side facing the exit surface of the light guide plate. A cross-section viewed from the side of the light guide plate, the light guide plate having grooves formed in a predetermined arrangement corresponding to the point light source on the anti-light-emitting surface. The angle formed between the side surface of the groove and the anti-light-emitting surface of the light guide plate is substantially vertical, and the cross section of the groove viewed from the side surface direction of the light guide plate is orthogonal to the direction in which the groove extends. And adjusting the ratio of the width b of the side surface of the groove and the width a of the bottom surface of the groove in the direction orthogonal to the direction in which the groove extends, thereby reducing the amount of light emitted from the emission surface. wherein the adjustable der Rukoto.
In addition, a surface light source device according to another aspect of the present invention includes a light guide plate that emits light from an emission surface, a point light source that causes light to enter the light guide plate, and a counter-emission that faces the emission surface of the light guide plate. A reflection plate arranged on the surface side, and the light guide plate has grooves formed in a predetermined arrangement corresponding to the point light sources on the anti-light-emitting surface, and viewed from a side surface direction of the light guide plate. In the cross section, the angle formed between the side surface of the groove and the anti-light-emitting surface of the light guide plate is substantially vertical, and the point light source is disposed along with the anti-light-emitting surface of the light guide plate. A principal ray axis from the point light source that has a line-symmetrical arcuate curved surface shape at the position of the exit surface of the light guide plate corresponding to the light source, and the groove is orthogonal to the line-symmetrical symmetry axis In a direction inclined with respect to the principal ray axis. The features.

本発明の一態様に関する液晶表示装置は、上記の面光源装置と、前記面光源装置の前記出射面側に配設された液晶パネルとを備えることを特徴とする。   A liquid crystal display device according to an aspect of the present invention includes the surface light source device described above and a liquid crystal panel disposed on the emission surface side of the surface light source device.

本発明の上記態様によれば、前記反出射面において形成された溝が、前記導光板の側面方向から見た断面において、前記溝の側面と前記導光板の前記反出射面とのなす角が略垂直であることにより、形成が容易な導光板によって、その出射面から出射される光の輝度ムラを抑制することができる。   According to the above aspect of the present invention, the angle formed between the side surface of the groove and the anti-emission surface of the light guide plate in the cross section when the groove formed on the anti-emission surface is viewed from the side surface direction of the light guide plate. By being substantially vertical, it is possible to suppress luminance unevenness of light emitted from the emission surface by a light guide plate that is easy to form.

本発明の実施形態に関する面光源装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the surface light source device regarding embodiment of this invention. 導光板の反出射面に形成された溝の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the groove | channel formed in the anti-light-emitting surface of a light-guide plate. 導光板の反出射面に形成された溝における光の挙動を示す図である。It is a figure which shows the behavior of the light in the groove | channel formed in the opposite light emission surface of a light-guide plate. 導光板の反出射面に形成された溝の形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the groove | channel formed in the reverse emission surface of a light-guide plate. 導光板の反出射面に形成された溝の形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the groove | channel formed in the reverse emission surface of a light-guide plate. LED光源の一般的な放射角度分布を示す図である。It is a figure which shows the general radiation angle distribution of a LED light source. 入射する光の角度分布を示す面図である。It is a top view which shows angle distribution of the incident light. 導光板の反出射面に形成された溝の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the groove | channel formed in the anti-light-emitting surface of a light-guide plate. 本発明の実施形態に関する面光源装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the surface light source device regarding embodiment of this invention. 面光源装置の導光板の形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the light-guide plate of a surface light source device. 導光板の反出射面に形成された溝における光の挙動を示す図である。It is a figure which shows the behavior of the light in the groove | channel formed in the opposite light emission surface of a light-guide plate.

<第1実施形態>
<構成>
図1は、本発明の本実施形態に関する面光源装置の構成を示す斜視図である。当該面光源装置は、液晶表示装置の一部として構成されるものである。
<First Embodiment>
<Configuration>
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a surface light source device according to this embodiment of the present invention. The surface light source device is configured as a part of a liquid crystal display device.

図1に示されるように面光源装置は、例えば、LED光源等の複数の点状光源1と、点状光源1からの光を伝播させるための導光板2と、導光板2の裏面(反出射面)側に配置された点状光源1からの光を反射する反射板3と、導光板2の表面(出射面)側に配置された点状光源1からの光を均等に拡散させるための拡散板4と、導光板2の出射面側において拡散板4に重ねて配置された点状光源1からの光を集め方向を変える縦プリズムシート5と、導光板2の出射面側において縦プリズムシート5に重ねて配置された点状光源1からの光を集め方向を変える横プリズムシート6とを備える。   As shown in FIG. 1, the surface light source device includes, for example, a plurality of point light sources 1 such as LED light sources, a light guide plate 2 for propagating light from the point light source 1, and a back surface (reverse side) of the light guide plate 2. In order to evenly diffuse the light from the point light source 1 arranged on the surface (outgoing surface) side of the light guide plate 2 and the reflection plate 3 that reflects the light from the point light source 1 arranged on the (outgoing surface) side. , A vertical prism sheet 5 that changes the direction of collecting light from the point light source 1 disposed on the diffusion plate 4 on the exit surface side of the light guide plate 2, and a vertical prism sheet 5 on the exit surface side of the light guide plate 2. And a horizontal prism sheet 6 that collects light from the point light source 1 and is arranged so as to overlap the prism sheet 5 and changes the direction.

図1においては、反射板3と連続した側面部に点状光源1が埋め込まれているが、このような構成に限られるものではなく、点状光源1と反射板3とがそれぞれ独立に、導光板2に対して配置されていてもよい。   In FIG. 1, the point light source 1 is embedded in the side surface continuous with the reflection plate 3, but the configuration is not limited to this, and the point light source 1 and the reflection plate 3 are independent of each other. The light guide plate 2 may be disposed.

拡散板4は、導光板2の出射面から出射された光を均等に拡散させるが、導光板2の出射面から出射された光が十分に均等に拡散されている場合には、備えられなくともよい。   The diffusion plate 4 uniformly diffuses the light emitted from the exit surface of the light guide plate 2, but is not provided when the light emitted from the exit surface of the light guide plate 2 is sufficiently evenly diffused. Also good.

縦プリズムシート5は、点状光源1の並び方向と直交する方向に三角プリズムの溝が形成されている。横プリズムシート6は、点状光源1の並び方向と平行な方向(すなわち、縦プリズムシート5の溝が形成される方向とは直交する方向)に三角プリズムの溝が形成されている。   The longitudinal prism sheet 5 has a triangular prism groove formed in a direction orthogonal to the direction in which the point light sources 1 are arranged. The horizontal prism sheet 6 has triangular prism grooves formed in a direction parallel to the direction in which the point light sources 1 are arranged (that is, a direction orthogonal to the direction in which the grooves of the vertical prism sheet 5 are formed).

図1においては図示されていないが、一般的に導光板2の反出射面あるいは出射面には、スクリーン印刷による反射体や、シボと呼ばれる半球状の凹(あるいは凸)形状が形成されていてもよく、導光板2より出射される光の配光角度を最適な角度とすることができる。導光板2から出射された光は、拡散板4、縦プリズムシート5、横プリズムシート6を透過して、図示しない液晶パネルよりなる表示パネル等を照らす。   Although not shown in FIG. 1, generally, the light emitting plate 2 has a light emitting surface or a light emitting surface formed with a reflector by screen printing or a hemispherical concave (or convex) shape called grain. In other words, the light distribution angle of the light emitted from the light guide plate 2 can be set to an optimum angle. The light emitted from the light guide plate 2 is transmitted through the diffusion plate 4, the vertical prism sheet 5, and the horizontal prism sheet 6 to illuminate a display panel or the like made of a liquid crystal panel (not shown).

図2は、導光板2の反出射面に形成された溝の形状を示す図である。図1には示されていないが、導光板2の反出射面には、図2のような溝が形成されている。   FIG. 2 is a view showing the shape of the groove formed on the opposite light exit surface of the light guide plate 2. Although not shown in FIG. 1, a groove as shown in FIG. 2 is formed on the light exit surface of the light guide plate 2.

導光板2の反出射面に形成された溝7aは、導光板2の側面に付随して配置された各点状光源1の主光線の進行方向を示す軸(主光線軸100)を中心に左右対称に形成されている。ここで主光線軸100とは、各点状光源1から導光板2の奥行き方向へ入射される光の主な進行方向を示す軸である。ただし主光線軸100は、溝7aが形成される導光板2の反出射面上における配置を定義するための便宜上の軸であり、点状光源1が発する等方的な光の進行方向が、当該軸に限定されるものではない。   The groove 7a formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2 is centered on an axis (principal ray axis 100) indicating the traveling direction of the principal ray of each point light source 1 disposed along the side surface of the light guide plate 2. It is formed symmetrically. Here, the principal ray axis 100 is an axis indicating a main traveling direction of light incident from the respective point light sources 1 in the depth direction of the light guide plate 2. However, the principal ray axis 100 is a convenient axis for defining the arrangement of the light guide plate 2 on the opposite light exit surface where the groove 7a is formed, and the traveling direction of the isotropic light emitted from the point light source 1 is It is not limited to the axis.

溝7aの形成方向は、各点状光源1の主光線軸100に対して傾斜しており、各点状光源1の主光線軸100から離れるにつれて、各点状光源1から離れる方向に曲線状に形成されている。   The formation direction of the groove 7 a is inclined with respect to the principal ray axis 100 of each point light source 1 and is curved in a direction away from each point light source 1 as it is away from the principal ray axis 100 of each point light source 1. Is formed.

また溝7aは、点状光源1が配置された側面から離れるに従って、点状光源1の主光線の進行方向に沿う各溝7aの間隔が狭くなるように形成されている。   Moreover, the groove | channel 7a is formed so that the space | interval of each groove | channel 7a along the advancing direction of the chief ray of the point light source 1 may become narrow as it leaves | separates from the side surface in which the point light source 1 is arrange | positioned.

図2に示された溝7aは個々に分離して示されているが、各曲線が滑らかに繋がって形成されていてもよい。また、溝7aは主光線軸100を中心に対称に形成されているが、必ずしもそのように形成されている必要はなく、導光板2の反出射面において点状光源1に対応した所定の配置で形成されていればよい。   The grooves 7a shown in FIG. 2 are shown separately, but each curve may be formed by being smoothly connected. Further, the grooves 7a are formed symmetrically about the principal ray axis 100, but are not necessarily formed as such, and a predetermined arrangement corresponding to the point light source 1 is provided on the anti-light-emitting surface of the light guide plate 2. What is necessary is just to be formed.

また、導光板2の反出射面に形成された溝7b(側面近傍溝)は、点状光源1が配置された側面付近の反出射面に形成される。溝7bは、所定の間隔で配置された点状光源1の間に対応するようにそれぞれ配置される。溝7bは、各点状光源1間において暗部となる箇所に対応して形成されている。   Further, the groove 7 b (groove near the side surface) formed on the opposite light emitting surface of the light guide plate 2 is formed on the opposite light emitting surface near the side surface where the point light source 1 is disposed. The grooves 7b are respectively arranged so as to correspond between the point light sources 1 arranged at a predetermined interval. The groove 7b is formed corresponding to a dark portion between the respective point light sources 1.

<動作>
次に、本実施形態に関する面光源装置の動作について、図面を参照しつつ以下に説明する。
<Operation>
Next, the operation of the surface light source device according to this embodiment will be described below with reference to the drawings.

図3は、導光板2の反出射面に形成された溝7aおよび溝7bにおける光の挙動を示す図である。図3においては、点状光源1から入射された光L1の軌跡を矢印で示している。   FIG. 3 is a diagram illustrating the behavior of light in the grooves 7 a and 7 b formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2. In FIG. 3, the locus of the light L1 incident from the point light source 1 is indicated by an arrow.

溝7aおよび溝7bは、それぞれの溝形状の長さ方向の端部が滑らかな曲面となっている。   The groove 7a and the groove 7b have smooth curved surfaces at the end portions in the length direction of the respective groove shapes.

点状光源1から導光板2に入射された光L1は、溝7aの側面においてその一部が反射し、溝7bへ到達する。さらに、溝7bに到達した光の一部が溝7bの側面を透過し、図示しない反射板3において反射された後に導光板2の出射面から出射される。   A part of the light L1 incident on the light guide plate 2 from the point light source 1 is reflected on the side surface of the groove 7a and reaches the groove 7b. Further, a part of the light reaching the groove 7b passes through the side surface of the groove 7b, is reflected by the reflection plate 3 (not shown), and then is emitted from the emission surface of the light guide plate 2.

図4は、導光板2の反出射面に形成された溝7(溝7aおよび溝7bに対応)の形状を示す断面図である。なお図4は、導光板2の側面方向から見た図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing the shape of the groove 7 (corresponding to the groove 7 a and the groove 7 b) formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2. FIG. 4 is a view seen from the side surface direction of the light guide plate 2.

図4においては、溝7の側面7yの上部(溝7の深い部分。上部側面)に入射する光L2と、溝7の側面7yの下部(溝7の浅い部分。下部側面)に入射する光L3とに分けて、それぞれの挙動を詳細に説明する。   In FIG. 4, the light L2 incident on the upper portion (the deep portion of the groove 7; the upper side surface) of the side surface 7y of the groove 7 and the light incident on the lower portion (the shallow portion of the groove 7; the lower side surface) of the side surface 7y of the groove 7. Each behavior will be described in detail by dividing it into L3.

側面7yの上部側面に入射する光L2、側面7yの下部側面に入射する光L3共に、フレネル則に従い、反射光と透過光とに分離されて進む。   Both the light L2 incident on the upper side surface of the side surface 7y and the light L3 incident on the lower side surface of the side surface 7y are separated into reflected light and transmitted light in accordance with Fresnel law.

側面7yで反射された光L2および光L3は、さらに導光板2の反出射面で反射され、再び点状光源1が配置された導光板2の側面の方向へ伝播される。   The light L2 and the light L3 reflected by the side surface 7y are further reflected by the anti-light-emitting surface of the light guide plate 2 and propagate again toward the side surface of the light guide plate 2 on which the point light source 1 is disposed.

一方、側面7yの上部側面で透過された光L2は、一旦大気中(溝7の内部)に出射された後再び導光板2内に他方の側面7yから入射され、さらに導光板2の反出射面で反射されて、点状光源1が配置された側面とは反対の導光板2の側面側へ伝播される。   On the other hand, the light L2 transmitted through the upper side surface of the side surface 7y is once emitted into the atmosphere (inside the groove 7) and then incident again into the light guide plate 2 from the other side surface 7y. It is reflected by the surface and propagates to the side surface side of the light guide plate 2 opposite to the side surface on which the point light source 1 is disposed.

また、側面7yの下部側面で透過された光L3は、大気中(溝7の内部からさらに導光板2の反出射面外側)に出射され、反射板3によって拡散反射される。拡散反射された光L3のうち、導光板2の反出射面に形成された溝7の底面7xから再び導光板2内に入る光のみが、導光板2の出射面から出射される光となる。   In addition, the light L3 transmitted through the lower side surface of the side surface 7y is emitted into the atmosphere (from the inside of the groove 7 to the outside of the light-exiting surface of the light guide plate 2), and is diffusely reflected by the reflecting plate 3. Of the diffusely reflected light L3, only the light that enters the light guide plate 2 again from the bottom surface 7x of the groove 7 formed on the opposite exit surface of the light guide plate 2 becomes light emitted from the output surface of the light guide plate 2. .

反射板3で拡散反射されて側面7yから再び導光板2内に入った光は、導光板2の側面側へ伝播される。   The light that is diffusely reflected by the reflecting plate 3 and enters the light guide plate 2 again from the side surface 7 y is propagated to the side surface side of the light guide plate 2.

ここで、溝7の側面7yを透過して反射板3で拡散反射される光は、再び導光板2内に戻る際に溝7の底面7xまたは側面7yに入射することになるため、底面7xと側面7yとの占有比率によって、導光板2内に戻った光のその後の伝播方向が影響を受けることになる。   Here, the light transmitted through the side surface 7y of the groove 7 and diffusely reflected by the reflecting plate 3 is incident on the bottom surface 7x or the side surface 7y of the groove 7 when returning to the light guide plate 2 again. The subsequent propagation direction of the light returning into the light guide plate 2 is affected by the occupation ratio between the light and the side surface 7y.

溝7の幅すなわち底面7xの横幅を幅a、溝の深さすなわち側面7yの縦幅を幅bとすると、側面7yで反射する光の比率を大きくしたい場合、または、導光板2内に戻った光を導光板2の側面側へ伝播させる比率を大きくしたい場合にはb/a比を大きくし、導光板2内に戻った光を導光板2の出射面へ出射させる比率を大きくしたい場合にはb/a比を小さくすればよいことが分かる。   If the width of the groove 7, that is, the width of the bottom surface 7x is a width a, and the depth of the groove, that is, the vertical width of the side surface 7y is a width b, the ratio of the light reflected by the side surface 7y is increased. When it is desired to increase the ratio of propagating the transmitted light to the side surface side of the light guide plate 2, the b / a ratio is increased, and when the ratio of returning the light returned into the light guide plate 2 to the output surface of the light guide plate 2 is increased. It can be seen that the b / a ratio should be reduced.

すなわち、各溝においてb/a比を調整することにより、導光板2の出射面から出射させる光の量を調整することができる。例えば図3において示された溝7aではb/a比を大きくし、溝7bではb/a比を小さくすることもできる。また、点状光源1から離れるに従ってb/a比を小さくすることもできる。なお、溝7bにおいて導光板2の出射面から出射させる光の比率を大きくする場合には、溝7b同士の形成間隔も小さくすることが望ましい。   That is, by adjusting the b / a ratio in each groove, the amount of light emitted from the light exit surface of the light guide plate 2 can be adjusted. For example, the b / a ratio can be increased in the groove 7a shown in FIG. 3, and the b / a ratio can be decreased in the groove 7b. Further, the b / a ratio can be reduced as the distance from the point light source 1 increases. In addition, when increasing the ratio of light emitted from the exit surface of the light guide plate 2 in the groove 7b, it is desirable to reduce the interval between the grooves 7b.

また、図4においては溝7の断面は矩形形状として示されているが、側面7yで反射した光が直接導光板2の出射面から出ない程度に側面7yが導光板2の反出射面に対して傾斜していてもよい。すなわち、側面7yと導光板2の反出射面との間の角は略垂直であればよい。より具体的には、側面7yと導光板2の反出射面との間の角をαとすると、PMMA(Polymethyl methacrylate)等の屈折率1.5程度の材料を導光板2に用いる場合であれば、αを80〜90°の範囲で調整することが可能である。   In FIG. 4, the cross section of the groove 7 is shown as a rectangular shape, but the side surface 7 y is on the opposite side of the light guide plate 2 so that the light reflected by the side surface 7 y does not directly come out from the output surface of the light guide plate 2. It may be inclined with respect to it. That is, the angle between the side surface 7y and the light exit surface of the light guide plate 2 may be substantially vertical. More specifically, if the angle between the side surface 7y and the light exit surface of the light guide plate 2 is α, a material having a refractive index of about 1.5 such as PMMA (Polymethyl methacrylate) may be used for the light guide plate 2. For example, α can be adjusted in the range of 80 to 90 °.

具体的には、以下のように説明できる。   Specifically, it can be explained as follows.

図5は、導光板2の反出射面に形成された溝7(溝7aおよび溝7bに対応)の形状を示す断面図である。なお図5は、導光板2の側面方向から見た図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shape of the groove 7 (corresponding to the groove 7 a and the groove 7 b) formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2. FIG. 5 is a view as seen from the side of the light guide plate 2.

溝7の側面7yが導光板2の反出射面に対してなす角を角度αとし、導光板2の側面より最大入射角度θで光が入射した場合について考える。この最大入射角度θは、導光板2の側面に対してほぼ90°の入射角度で入射した光の、導光板2の屈折率に対応した角度である。導光板2の屈折率が1.5である場合、最大入射角度θは約42°となり、ポリカーボネート(屈折率1.59)のような高い屈折率を有する材料であれば、最大入射角度θは約40°となる。 The contact angle of the angle α side 7y of the groove 7 with respect to anti-emitting surface of the light guide plate 2, consider the case where light is incident at the maximum incident angle theta c from the side surface of the light guide plate 2. This maximum incident angle θ c is an angle corresponding to the refractive index of the light guide plate 2 of light incident at an incident angle of approximately 90 ° with respect to the side surface of the light guide plate 2. When the refractive index of the light guide plate 2 is 1.5, the maximum incident angle θ c is about 42 °. If the material has a high refractive index such as polycarbonate (refractive index 1.59), the maximum incident angle θ c is about 40 °.

入射した光は導光板2の反出射面で全反射した後、側面7yに角度βで入射する。この時、β=90−α+θとなる。側面7yに入射した光が、この側面7yを透過する場合の最大入射角度は、β=θであり、即ち、α=90である。 The incident light is totally reflected by the light exit surface of the light guide plate 2 and then enters the side surface 7y at an angle β. In this case, the β = 90-α + θ c . The light incident on the side surface 7y is, the maximum incident angle in the case of transmitting the side 7y is beta = theta c, i.e., an alpha = 90.

溝7で全反射する光を無くそうと思えば、溝7の側面7yは導光板2の反出射面に垂直でなければならない。   In order to eliminate the light totally reflected by the groove 7, the side surface 7 y of the groove 7 must be perpendicular to the anti-light-emitting surface of the light guide plate 2.

しかし、実際に導光板2を加工する場合を考慮すると(射出成形後の型抜きを容易にするために)角度αは90°より小さい角度とすることが一般的である。角度αの角度範囲としては85〜90°であればよい。   However, considering the case where the light guide plate 2 is actually processed, the angle α is generally set to an angle smaller than 90 ° (in order to facilitate die cutting after injection molding). The angle range of the angle α may be 85 to 90 °.

このように溝7の側面7yにテーパーがついた場合の全反射光量を推測するためには、元々の点状光源の放射角度分布を考慮しなければならない。一般に点状光源としてのLED光源の放射角度分布は図6に示されるようなガウス分布をしている。ここで図6は、LED光源の一般的な放射角度分布を示す図であり、横軸は放射角度(°)、縦軸は相対光量を示している。   Thus, in order to estimate the total amount of reflected light when the side surface 7y of the groove 7 is tapered, the radiation angle distribution of the original point light source must be considered. In general, the radiation angle distribution of an LED light source as a point light source has a Gaussian distribution as shown in FIG. Here, FIG. 6 is a diagram showing a general radiation angle distribution of the LED light source, where the horizontal axis represents the radiation angle (°) and the vertical axis represents the relative light quantity.

図6に示されるように、放射角度80〜90°に含まれる光量は、全光量の1.3%程度である。この1.3%の光のうち、溝7に入射する光の割合は、おおよそ導光板2の厚さと溝7の高さの比に比例すると考えられる。実施形態では、導光板2の厚さ2mmに対し、溝7の高さ0.2mm、溝7の幅0.1mmとしている。即ち、10分の1の確率で溝7の側面7yに入射することになり、1.3%の10分の1で0.13%が、導光板2の出射面から出射されることになる。この過程で取り出される光量は0.6%を超えないので、実用上問題ないものと思われる。   As shown in FIG. 6, the amount of light included in the radiation angle of 80 to 90 ° is about 1.3% of the total amount of light. Of the 1.3% light, the proportion of light incident on the groove 7 is considered to be approximately proportional to the ratio of the thickness of the light guide plate 2 to the height of the groove 7. In the embodiment, the height of the groove 7 is 0.2 mm and the width of the groove 7 is 0.1 mm with respect to the thickness 2 mm of the light guide plate 2. That is, the light is incident on the side surface 7y of the groove 7 with a probability of 1/10, and 0.13% is emitted from the exit surface of the light guide plate 2 in 1/10 of 1.3%. . Since the amount of light extracted in this process does not exceed 0.6%, it seems that there is no practical problem.

実施形態において、厚さ2mmの導光板2では、導光板2の側面より主光線軸に沿って5mm〜10mm下流に光密度の高い領域が発生するので、この高密度領域に対応する箇所の反出射面に溝7のパターンを形成するのが良い。   In the embodiment, in the light guide plate 2 having a thickness of 2 mm, a region having a high light density is generated downstream from the side surface of the light guide plate 2 along the principal ray axis by 5 mm to 10 mm. It is preferable to form a pattern of grooves 7 on the emission surface.

このように溝7を形成した場合、溝7に入射する光の角度は、垂直方向で3〜36°に分布し、水平方向で30〜18°に分布している(図7参照)。最小入射角度θが19°の場合には、PMMAでは5%の光が溝7で反射することになり、最大入射角度θが45°の場合には、PMMAでは100%の光が溝7で反射することになる。 When the grooves 7 are formed in this way, the angle of light incident on the grooves 7 is distributed in the range of 3 to 36 ° in the vertical direction and in the range of 30 to 18 ° in the horizontal direction (see FIG. 7). When the minimum incident angle θ c is 19 °, 5% of light is reflected by the groove 7 in PMMA, and when the maximum incident angle θ c is 45 °, 100% of light is grooved in PMMA. 7 is reflected.

これ以降は、統計的な光線追跡処理により、導光板2の出射面から出射する光が均一になるように、溝7の幅、長さ、幅b/幅aの値を適宜調整することとなるが、溝7の幅は0.4mmを超えると、輝線として目視可能となるため好ましくない。   Thereafter, the width, length, and width b / width a of the groove 7 are adjusted as appropriate so that the light emitted from the exit surface of the light guide plate 2 becomes uniform by statistical ray tracing processing. However, if the width of the groove 7 exceeds 0.4 mm, it is not preferable because it becomes visible as a bright line.

このように、導光板2の反出射面に上記の溝7を形成することにより、導光板2の出射面から出射される光が反射板3を経由する確率を向上させることができる。反射板3で拡散反射された光はその配光角度に指向性がなくなるため、導光板2の出射面から出射される光の輝度分布を均一にすることができる。   In this manner, by forming the groove 7 on the opposite light exit surface of the light guide plate 2, it is possible to improve the probability that light emitted from the light exit surface of the light guide plate 2 passes through the reflection plate 3. Since the light diffusely reflected by the reflecting plate 3 has no directivity in the light distribution angle, the luminance distribution of the light emitted from the emitting surface of the light guide plate 2 can be made uniform.

<効果>
本発明に関する実施形態によれば、面光源装置は、出射面から光を出射させる導光板2と、導光板2に光を入射させる点状光源1と、導光板2の出射面と対向する反出射面側に配置された反射板3とを備える。
<Effect>
According to the embodiment of the present invention, the surface light source device includes a light guide plate 2 that emits light from the emission surface, a point light source 1 that causes light to enter the light guide plate 2, and a surface that is opposite to the emission surface of the light guide plate 2. And a reflector 3 disposed on the exit surface side.

導光板2は、反出射面において、点状光源1に対応した所定の配置で形成された溝7を有し、導光板2の側面方向から見た断面において、溝7の側面7yと導光板2の反出射面との成す角が略垂直、より望ましくは80〜90°である。   The light guide plate 2 has grooves 7 formed in a predetermined arrangement corresponding to the point light source 1 on the light-exiting surface, and the side surface 7 y of the groove 7 and the light guide plate in a cross section viewed from the side surface direction of the light guide plate 2. The angle formed by the counter-exiting surface 2 is substantially vertical, more preferably 80 to 90 °.

このような面光源装置によれば、形成が容易な導光板2によって、その出射面から出射される光の輝度ムラを抑制することができる。   According to such a surface light source device, the light guide plate 2 that can be easily formed can suppress uneven brightness of the light emitted from the emission surface.

具体的には、溝7に到達した光の一部が導光板2の側面方向に反射されることによって、導光板2の裏面側に配置された反射板3を介して導光板2の出射面から光が出射される。   Specifically, a part of the light reaching the groove 7 is reflected in the side surface direction of the light guide plate 2, so that the light exit surface of the light guide plate 2 is disposed through the reflector 3 disposed on the back side of the light guide plate 2. The light is emitted from.

よって、導光板2の出射面から出射される光が、溝の形成方向に依存した配光角度を有することを抑制し、光の輝度ムラを抑制することができる。   Therefore, it can suppress that the light radiate | emitted from the output surface of the light-guide plate 2 has the light distribution angle depending on the formation direction of a groove | channel, and can suppress the brightness nonuniformity of light.

導光板2の反出射面にスクリーン印刷による反射体や、シボが形成されている場合には、反射体やシボにおける光の反射を利用して、導光板2の出射面から光を出射させることができる。   In the case where a reflector or wrinkle by screen printing is formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2, light is emitted from the light emission surface of the light guide plate 2 using reflection of light from the reflector or wrinkle. Can do.

また、本発明に関する実施形態によれば、点状光源1が、導光板2の側面に付随して配置され、溝7aが、点状光源1から導光板2の奥行き方向へ向かう主光線軸に対称な対を成し、かつ、主光線軸に対して傾斜する方向に形成されている。   Further, according to the embodiment of the present invention, the point light source 1 is disposed along the side surface of the light guide plate 2, and the groove 7 a is on the principal ray axis that extends from the point light source 1 to the depth direction of the light guide plate 2. It forms a symmetrical pair and is tilted with respect to the principal ray axis.

このような構成によれば、溝7aにおいて反射された光が、点状光源1の主光線軸から外れた領域に形成される暗部へ効率的に伝播されるため、光の輝度ムラが抑制される。   According to such a configuration, the light reflected by the groove 7a is efficiently propagated to the dark part formed in the region deviated from the principal ray axis of the point light source 1, so that the luminance unevenness of the light is suppressed. The

また、本発明に関する実施形態によれば、導光板2の側面方向から見た溝7の断面が矩形形状であり、溝7の底面7xの幅aと溝7の側面7yの幅bとの比が、調整可能である。   Further, according to the embodiment of the present invention, the cross section of the groove 7 viewed from the side surface direction of the light guide plate 2 is rectangular, and the ratio between the width a of the bottom surface 7x of the groove 7 and the width b of the side surface 7y of the groove 7 is. Is adjustable.

このような構成によれば、各溝7において反射板3を介して導光板2の出射面に出射される光の量を調整することができるため、例えば溝7が形成された場所に応じて光の出射量を調整することができる。よって、光の輝度ムラを抑制することができる。   According to such a configuration, the amount of light emitted to the exit surface of the light guide plate 2 via the reflector 3 in each groove 7 can be adjusted, so that, for example, depending on the location where the groove 7 is formed The amount of light emitted can be adjusted. Therefore, uneven brightness of light can be suppressed.

また、本発明に関する実施形態によれば、溝7が、点状光源1から離れる方向に複数形成されており、幅b/幅aの値が、点状光源1から離れるに従って小さくなる。   Further, according to the embodiment relating to the present invention, the plurality of grooves 7 are formed in the direction away from the point light source 1, and the value of width b / width a decreases as the distance from the point light source 1 increases.

点状光源1から入射される光が各溝7に到達する量が、点状光源1からの距離が長くなるほど少なくなる。上記の構成は、このことを考慮して、各溝7において反射板3を介して導光板2の出射面から出射される光の割合を、点状光源1からの距離が長くなるほど高めることができる。   The amount of light that enters from the point light source 1 reaches each groove 7 decreases as the distance from the point light source 1 increases. In view of this, the above configuration increases the proportion of light emitted from the exit surface of the light guide plate 2 via the reflector 3 in each groove 7 as the distance from the point light source 1 increases. it can.

よって、点状光源1からの距離が遠くなっても溝7において出射される光の量が減少してしまうことを抑制でき、光の輝度ムラを抑制することができる。   Therefore, even if the distance from the point light source 1 is increased, it is possible to suppress the amount of light emitted from the groove 7 from being reduced, and it is possible to suppress uneven luminance of light.

また、本発明に関する実施形態によれば、溝7が、点状光源1から離れる方向に複数形成されており、各溝7の間隔が、点状光源1から離れるに従って狭くなる。   Further, according to the embodiment of the present invention, a plurality of grooves 7 are formed in the direction away from the point light source 1, and the interval between the grooves 7 becomes narrower as the distance from the point light source 1 increases.

このような構成によれば、点状光源1からの距離が長くなるほど、各溝に到達する光の量が少なくなることを考慮して、導光板2の出射面から光を出射させる溝7を形成する間隔を狭くすることで、光の輝度ムラを抑制することができる。   According to such a configuration, in consideration of the fact that the amount of light reaching each groove decreases as the distance from the point light source 1 increases, the groove 7 that emits light from the exit surface of the light guide plate 2 is formed. By narrowing the interval to be formed, the luminance unevenness of light can be suppressed.

また、本発明に関する実施形態によれば、導光板2の反出射面の、複数の点状光源1の間の導光板2の側面近傍において形成された、側面近傍溝としての溝7bをさらに備える。   In addition, according to the embodiment of the present invention, the groove 7b is further provided as a side surface vicinity groove formed in the vicinity of the side surface of the light guide plate 2 between the plurality of point light sources 1 on the opposite emission surface of the light guide plate 2. .

このような構成によれば、溝7aおよび溝7bのみの容易な構造の導光板2によって、その出射面から出射される光の輝度ムラを抑制することができる。他の反射体を形成せずとも、十分に輝度ムラを抑制することができ、他の反射体を形成するための別途加工工程が不要となる。   According to such a configuration, the light guide plate 2 having an easy structure including only the grooves 7a and the grooves 7b can suppress luminance unevenness of light emitted from the emission surface. Even if other reflectors are not formed, luminance unevenness can be sufficiently suppressed, and a separate processing step for forming other reflectors is not required.

<第2実施形態>
<構成>
図8は、本発明の本実施形態に関する面光源装置の導光板2aの反出射面に形成された溝形状を示す図である。溝7aに加えて、点状光源1が配置された導光板2の側面近傍の暗部9が示されている。図2と同様の構成については、同じ符号を付して図示し詳細な説明については省略する。
Second Embodiment
<Configuration>
FIG. 8 is a diagram showing a groove shape formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2a of the surface light source device according to this embodiment of the present invention. In addition to the groove 7a, a dark portion 9 near the side surface of the light guide plate 2 on which the point light source 1 is arranged is shown. The same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

第1実施形態と同様に、導光板2aの反出射面に形成された溝7aは、点状光源1の主光線軸100を中心に左右対称に形成されている。溝7aの形成方向は、各点状光源1の主光線軸100に対して傾斜しており、各点状光源1の主光線軸100から離れるにつれて、各点状光源1から離れる方向に曲線状に形成されている。   Similar to the first embodiment, the grooves 7 a formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2 a are formed symmetrically about the principal ray axis 100 of the point light source 1. The formation direction of the groove 7 a is inclined with respect to the principal ray axis 100 of each point light source 1 and is curved in a direction away from each point light source 1 as it is away from the principal ray axis 100 of each point light source 1. Is formed.

本実施形態では、溝7aの側面に反射された各点状光源1からの光は、各点状光源1に隣接する暗部9に伝播される。伝播された光は、溝7aの底面7xを介して導光板2aの出射面から出射されるほか、導光板2aの反出射面に形成されたシボやスクリーン印刷による反射体等(図示せず)によって反射され、導光板2aの出射面から出射される。溝7aにおいては、光の導光板2aの側面側への伝播を促し、導光板2aの出射面からの出射はシボやスクリーン印刷による反射体等によって行うことができる。   In the present embodiment, the light from each point light source 1 reflected on the side surface of the groove 7 a is propagated to the dark part 9 adjacent to each point light source 1. The propagated light is emitted from the exit surface of the light guide plate 2a through the bottom surface 7x of the groove 7a, and is formed on the opposite exit surface of the light guide plate 2a, a reflector by screen printing or the like (not shown). And is emitted from the exit surface of the light guide plate 2a. In the groove 7a, the propagation of light to the side surface side of the light guide plate 2a is promoted, and emission from the exit surface of the light guide plate 2a can be performed by a textured body or a reflector by screen printing.

溝のみで反出射面の構造を形成する場合、溝を形成する位置により、溝の幅、アスペクト比(幅b/幅aの値)を調整する必要が有り、溝形成の工程が煩雑になる。本実施形態では、溝7の役割を点状光源間の暗部へ光を反射させることのみに限定することにより、溝加工工程を簡易化させることができる。シボやスクリーン印刷により、出射される輝度を調整する工程は従来からある技術であり、これ自体の加工は容易に行うことが可能である。   In the case of forming the structure of the anti-light-emitting surface with only the groove, it is necessary to adjust the groove width and aspect ratio (value of width b / width a) depending on the position of the groove, and the groove forming process becomes complicated. . In the present embodiment, the groove processing step can be simplified by limiting the role of the groove 7 only to reflect light to the dark part between the point light sources. The process of adjusting the emitted brightness by embossing or screen printing is a conventional technique, and the process itself can be easily performed.

<第3実施形態>
<構成>
図9は、本発明の本実施形態に関する面光源装置の構成を示す斜視図である。当該面光源装置は、液晶表示装置の一部として構成されるものである。図1と同様の構成については、同じ符号を付して図示し詳細な説明については省略する。
<Third Embodiment>
<Configuration>
FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of the surface light source device according to this embodiment of the present invention. The surface light source device is configured as a part of a liquid crystal display device. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図9に示されるように面光源装置は、例えば、光を伝播させるための導光板2bと、導光板2bの反出射面に付随して配置された複数の点状光源1bと、導光板2bの反出射面側に配置された点状光源1bからの光を反射する反射板3と、導光板2bの出射面側に配置された点状光源1bからの光を均等に拡散させるための拡散板4と、導光板2bの出射面側において拡散板4に重ねて配置された点状光源1bからの光を集め方向を変える縦プリズムシート5と、導光板2bの出射面側において縦プリズムシート5に重ねて配置された点状光源1bからの光を集め方向を変える横プリズムシート6とを備える。   As shown in FIG. 9, the surface light source device includes, for example, a light guide plate 2b for propagating light, a plurality of point light sources 1b disposed along the opposite light emitting surface of the light guide plate 2b, and the light guide plate 2b. Reflector 3 for reflecting the light from the point light source 1b arranged on the side opposite to the light emitting surface, and diffusion for uniformly diffusing the light from the point light source 1b arranged on the light emitting surface side of the light guide plate 2b A plate 4, a vertical prism sheet 5 that changes the direction of collecting light from the point light source 1b disposed on the diffusion plate 4 on the exit surface side of the light guide plate 2b, and a vertical prism sheet on the exit surface side of the light guide plate 2b And a horizontal prism sheet 6 that collects the light from the point light source 1b that is arranged so as to overlap the direction 5 and changes the direction.

導光板2bの出射面には、曲面形状22が形成されている。詳細については後述する。   A curved surface shape 22 is formed on the exit surface of the light guide plate 2b. Details will be described later.

<動作>
本実施形態に関する面光源装置の動作について、図面を参照しつつ以下に説明する。
<Operation>
The operation of the surface light source device according to this embodiment will be described below with reference to the drawings.

図10は、導光板2bの出射面に形成された曲面形状22を示す断面図である。なお図10は、導光板2bの側面方向から見た図である。図10においては、点状光源1bから出射される光の軌道が矢印で示されている。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing a curved surface shape 22 formed on the exit surface of the light guide plate 2b. In addition, FIG. 10 is the figure seen from the side surface direction of the light-guide plate 2b. In FIG. 10, the trajectory of the light emitted from the point light source 1b is indicated by an arrow.

図10において、導光板2bの反出射面に形成された凹み形状21には点状光源1bの一部が入り込んで配置されている。凹み形状21は、図10における紙面奥行き方向に延びて形成されており、図10における紙面奥行き方向に配列された複数の点状光源1b上を覆うように形成されている。   In FIG. 10, a part of the point light source 1 b is arranged in the recessed shape 21 formed on the opposite light emitting surface of the light guide plate 2 b. The concave shape 21 is formed so as to extend in the depth direction of the paper surface in FIG. 10, and is formed so as to cover the plurality of point light sources 1b arranged in the depth direction of the paper surface in FIG.

導光板2bの出射面に形成された曲面形状22は、紙面奥行き方向に延びる軸に対して線対称な円弧形状の曲面である。   The curved surface shape 22 formed on the exit surface of the light guide plate 2b is an arc-shaped curved surface that is axisymmetric with respect to an axis extending in the depth direction of the paper surface.

点状光源1bから出射された光は、導光板2bの反出射面における凹み形状21から導光板2bに入射され、その全てが導光板2bの出射面に形成された曲面形状22において全反射して導光板2bにおいて伝播される。   The light emitted from the point light source 1b is incident on the light guide plate 2b from the concave shape 21 on the light exit surface of the light guide plate 2b, and all of the light is totally reflected on the curved surface shape 22 formed on the output surface of the light guide plate 2b. Is propagated in the light guide plate 2b.

点状光源1bから等方的に出射された光は、曲面形状22によって図10における左右方向に振り分けられることになる。図10においては、光L4は図10における左方向へ、光L5は図10における右方向へ、それぞれ振り分けられる。   The light isotropically emitted from the point light source 1b is distributed in the left-right direction in FIG. In FIG. 10, the light L4 is distributed to the left in FIG. 10, and the light L5 is distributed to the right in FIG.

ここで、例えば、点状光源1bから図10における紙面奥行き方向に傾いて出射された光も、曲面形状22によって図10における左右方向のいずれかに振り分けられることになる。よって、図10における奥行き方向において、点状光源1bからの光が到達できない領域が発生する。   Here, for example, the light emitted from the point light source 1b while being inclined in the depth direction of the paper in FIG. 10 is also distributed to either the left or right direction in FIG. Therefore, an area where the light from the point light source 1b cannot reach occurs in the depth direction in FIG.

図11は、導光板2bの反出射面に形成された溝7cにおける光の挙動を示す図である。図11は導光板2bを反出射面側から見た図である。図11においては、導光板2bの反出射面に形成された溝7cの形状および点状光源1bからの光が到達できない領域である暗部9bが示されている。図11に示された暗部9bは、配列された点状光源1bの間に存在する。   FIG. 11 is a diagram illustrating the behavior of light in the groove 7c formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2b. FIG. 11 is a view of the light guide plate 2b as viewed from the side opposite to the light exit surface. In FIG. 11, the shape of the groove 7c formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2b and the dark part 9b, which is an area where the light from the point light source 1b cannot reach, are shown. The dark portion 9b shown in FIG. 11 exists between the arranged point light sources 1b.

暗部9bに点状光源1bからの光と到達させるため、導光板2bの反出射面において溝7cが形成されている。溝7cは、導光板2bの反出射面に配置された各点状光源1bの主光線の進行方向を示す軸(主光線軸101)を中心に左右対称に形成されている。また溝7cは、主光線軸101に対して傾斜する方向に形成されている。ここで主光線軸101は、導光板2bの反出射面上において各点状光源1bを通る軸であり、曲面形状22の対称軸に直交する軸である。当該軸は、各点状光源1bから出射された光が、曲面形状22において反射し(図10参照)再び導光板2bの反出射面に到達した場合の、光の主な進行方向を示す軸である。   In order to allow the light from the point light source 1b to reach the dark portion 9b, a groove 7c is formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2b. The grooves 7 c are formed symmetrically about an axis (principal ray axis 101) indicating the traveling direction of the principal ray of each point light source 1 b arranged on the opposite light exit surface of the light guide plate 2 b. The groove 7 c is formed in a direction inclined with respect to the principal ray axis 101. Here, the principal ray axis 101 is an axis that passes through each point light source 1 b on the light-exiting surface of the light guide plate 2 b, and is an axis that is orthogonal to the symmetry axis of the curved surface shape 22. The axis indicates the main traveling direction of light when the light emitted from each point light source 1b is reflected on the curved surface shape 22 (see FIG. 10) and reaches the opposite light emitting surface of the light guide plate 2b again. It is.

なお、溝7cは主光線軸101を中心に対称に形成されているが、必ずしもそのように形成されている必要はなく、導光板2bの反出射面において点状光源1bに対応して形成されていればよい。   The grooves 7c are formed symmetrically about the principal ray axis 101, but are not necessarily formed as such, and are formed corresponding to the point light sources 1b on the anti-light-emitting surface of the light guide plate 2b. It only has to be.

図11においては、凹み形状21より入射し、曲面形状22を介して導光板2bの反出射面に到達した光L6が進行する方向(主光線軸101の方向)に、溝7cが形成されている。溝7cは、溝7cの側面で反射した光L6を暗部9bに集光させるような曲線形状である。   In FIG. 11, a groove 7 c is formed in the direction in which the light L <b> 6 that has entered from the concave shape 21 and reached the opposite exit surface of the light guide plate 2 b through the curved shape 22 travels (the direction of the principal ray axis 101). Yes. The groove 7c has such a curved shape that the light L6 reflected by the side surface of the groove 7c is condensed on the dark portion 9b.

図11では、導光板2bの反出射面に形成された溝7cが、点状光源1bからの光を反射し暗部9bに伝播させている。導光板2bを伝播する光が導光板2bの出射面へ出射される場合には、反出射面に形成されたシボやスクリーン印刷による反射体等(図示せず)が用いられる。ただし、導光板2bの反出射面に上記の反射体等を形成せず、溝7cのみが形成されている場合であってもよい。   In FIG. 11, the groove 7c formed on the light-exiting surface of the light guide plate 2b reflects the light from the point light source 1b and propagates it to the dark part 9b. When light propagating through the light guide plate 2b is emitted to the exit surface of the light guide plate 2b, a texture formed on the opposite exit surface, a reflector by screen printing, or the like (not shown) is used. However, it may be the case where only the groove 7c is formed without forming the above-described reflector or the like on the opposite light emitting surface of the light guide plate 2b.

<効果>
本発明に関する実施形態によれば、点状光源1bが、導光板2bの反出射面に付随して配置され、点状光源1bに対応する導光板2bの出射面の位置に、線対称の円弧状の曲面形状22を有し、溝7cが、線対称の対称軸に直交する点状光源1bからの主光線軸に対称な対を成し、かつ、主光線軸に対して傾斜する方向に形成されている。
<Effect>
According to the embodiment of the present invention, the point light source 1b is arranged along with the opposite light exit surface of the light guide plate 2b, and a line-symmetric circle is provided at the position of the light exit surface of the light guide plate 2b corresponding to the point light source 1b. An arcuate curved surface shape 22 is provided, and the groove 7c forms a symmetric pair with the principal ray axis from the point light source 1b perpendicular to the line-symmetric symmetry axis and is inclined with respect to the principal ray axis. Is formed.

このような構成によれば、溝7cにおいて反射された光が、点状光源1bの主光線軸から外れた領域に形成される暗部9bへ効率的に伝播されるため、光の輝度ムラが抑制される。   According to such a configuration, the light reflected by the groove 7c is efficiently propagated to the dark portion 9b formed in the area deviated from the principal ray axis of the point light source 1b. Is done.

また、本発明に関する実施形態によれば、点状光源1bが、導光板2bの反出射面に形成された凹み形状21内に一部格納されている。   Moreover, according to embodiment regarding this invention, the point light source 1b is partially stored in the recessed shape 21 formed in the opposite radiation | emission surface of the light-guide plate 2b.

このような構成によれば、点状光源1bからの光を効率よく導光板2b内に導くことができ、導光板2bの出射面から出射される光の量を高めることができる。   According to such a configuration, the light from the point light source 1b can be efficiently guided into the light guide plate 2b, and the amount of light emitted from the exit surface of the light guide plate 2b can be increased.

なお本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。   In addition, within the scope of the present invention, the present invention can be freely combined with each embodiment, modified with any component in each embodiment, or omitted with any component in each embodiment.

1,1b 点状光源、2,2a,2b 導光板、3 反射板、4 拡散板、5 縦プリズムシート、6 横プリズムシート、7,7a,7b,7c 溝、7x 底面、7y 側面、9,9b 暗部、21 凹み形状、22 曲面形状、100,101 主光線軸。   1, 1b Point light source, 2, 2a, 2b Light guide plate, 3 Reflector plate, 4 Diffuser plate, 5 Vertical prism sheet, 6 Horizontal prism sheet, 7, 7a, 7b, 7c Groove, 7x Bottom surface, 7y Side surface, 9, 9b Dark portion, 21 dent shape, 22 curved surface shape, 100, 101 principal ray axis.

Claims (10)

出射面から光を出射させる導光板と、
前記導光板に光を入射させる点状光源と、
前記導光板の前記出射面と対向する反出射面側に配置された反射板とを備え、
前記導光板が、前記反出射面において、前記点状光源に対応した所定の配置で形成された溝を有し、
前記導光板の側面方向から見た断面において、前記溝の側面と前記導光板の前記反出射面との成す角が略垂直であり、
前記導光板の前記側面方向から見た前記溝の、前記溝が延びる方向と直交する断面が矩形形状であり、
前記溝の側面の幅bと、前記溝の底面の、前記溝が延びる方向と直交する方向における幅aとの比を調整することによって、前記出射面から出射される光の量を調整可能であることを特徴とする、
面光源装置。
A light guide plate for emitting light from the emission surface;
A point light source for making light incident on the light guide plate;
A reflection plate disposed on the side opposite to the emission surface of the light guide plate facing the emission surface;
The light guide plate has grooves formed in a predetermined arrangement corresponding to the point light sources on the anti-light-emitting surface;
In the cross section viewed from the side surface direction of the light guide plate, the angle formed by the side surface of the groove and the anti-light-emitting surface of the light guide plate is substantially vertical,
The cross section of the groove viewed from the side surface direction of the light guide plate and orthogonal to the direction in which the groove extends is rectangular,
By adjusting the ratio between the width b of the side surface of the groove and the width a of the bottom surface of the groove in the direction perpendicular to the direction in which the groove extends, the amount of light emitted from the emission surface can be adjusted. and wherein the Rukoto Oh,
Surface light source device.
前記点状光源が、前記導光板の前記側面に付随して配置され、
前記溝が、前記点状光源から前記導光板の奥行き方向へ向かう主光線軸に対称な対を成し、かつ、前記主光線軸に対して傾斜する方向に形成されていることを特徴とする、
請求項1に記載の面光源装置。
The point light source is disposed along the side surface of the light guide plate;
The groove is formed in a direction symmetrical to the principal ray axis from the point light source toward the depth direction of the light guide plate and inclined with respect to the principal ray axis. ,
The surface light source device according to claim 1.
前記点状光源が、前記導光板の前記側面に付随して複数配列され、
複数の前記点状光源の間の前記導光板の前記側面近傍において、前記反出射面に側面近傍溝をさらに備えることを特徴とする、
請求項2に記載の面光源装置。
A plurality of the point light sources are arranged in association with the side surface of the light guide plate,
In the vicinity of the side surface of the light guide plate between a plurality of the point light sources, further comprising a side surface vicinity groove on the anti-emission surface,
The surface light source device according to claim 2.
出射面から光を出射させる導光板と、
前記導光板に光を入射させる点状光源と、
前記導光板の前記出射面と対向する反出射面側に配置された反射板とを備え、
前記導光板が、前記反出射面において、前記点状光源に対応した所定の配置で形成された溝を有し、
前記導光板の側面方向から見た断面において、前記溝の側面と前記導光板の前記反出射面との成す角が略垂直であり、
前記点状光源が、前記導光板の前記反出射面に付随して配置され、
前記点状光源に対応する前記導光板の前記出射面の位置に、線対称の円弧状の曲面形状を有し、
前記溝が、前記線対称の対称軸に直交する前記点状光源からの主光線軸に対称な対を成し、かつ、前記主光線軸に対して傾斜する方向に形成されていることを特徴とする、
面光源装置。
A light guide plate for emitting light from the emission surface;
A point light source for making light incident on the light guide plate;
A reflection plate disposed on the side opposite to the emission surface of the light guide plate facing the emission surface;
The light guide plate has grooves formed in a predetermined arrangement corresponding to the point light sources on the anti-light-emitting surface;
In the cross section viewed from the side surface direction of the light guide plate, the angle formed by the side surface of the groove and the anti-light-emitting surface of the light guide plate is substantially vertical,
The point light source is disposed along the anti-light-emitting surface of the light guide plate;
At the position of the exit surface of the light guide plate corresponding to the point light source, has a line-symmetric arc-shaped curved surface shape,
The grooves are formed in a direction symmetrical to the principal ray axis from the point light source orthogonal to the line symmetry symmetry axis and inclined with respect to the principal ray axis. And
Surface light source device.
前記点状光源が、前記導光板の前記反出射面に形成された凹み形状内に一部格納されていることを特徴とする、
請求項4に記載の面光源装置。
The point light source is partially stored in a recessed shape formed on the anti-light-emitting surface of the light guide plate,
The surface light source device according to claim 4.
前記溝が、前記点状光源から離れる方向に複数形成されており、
前記幅b/前記幅aの値が、前記点状光源から離れるに従って小さくなることを特徴とする、
請求項1に記載の面光源装置。
A plurality of the grooves are formed in a direction away from the point light source;
The value of the width b / the width a decreases as the distance from the point light source decreases.
The surface light source device according to claim 1.
前記溝が、前記点状光源から離れる方向に複数形成されており、
各前記溝の間隔が、前記点状光源から離れるに従って狭くなることを特徴とする、
請求項1〜6のいずれかに記載の面光源装置。
A plurality of the grooves are formed in a direction away from the point light source;
An interval between the grooves is narrowed as the distance from the point light source is increased.
The surface light source device according to claim 1.
前記導光板の前記反出射面および前記出射面の少なくとも一方において、複数の半球状の凹あるいは凸形状をさらに備えることを特徴とする、
請求項1、2、4〜7のいずれかに記載の面光源装置。
In at least one of the light exit surface and the light exit surface of the light guide plate, the light guide plate further comprises a plurality of hemispherical concave or convex shapes,
The surface light source device according to claim 1.
前記導光板の前記反出射面および前記出射面の少なくとも一方において、反射体が印刷されていることを特徴とする、
請求項1、2、4〜8のいずれかに記載の面光源装置。
A reflector is printed on at least one of the light exit surface and the light exit surface of the light guide plate,
The surface light source device according to claim 1.
請求項1〜9のいずれかに記載の面光源装置と、
前記面光源装置の前記出射面側に配設された液晶パネルとを備えることを特徴とする、
液晶表示装置。
A surface light source device according to any one of claims 1 to 9,
A liquid crystal panel disposed on the emission surface side of the surface light source device,
Liquid crystal display device.
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