JP6242317B2 - Surface light source device and display device using the same - Google Patents
Surface light source device and display device using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP6242317B2 JP6242317B2 JP2014188471A JP2014188471A JP6242317B2 JP 6242317 B2 JP6242317 B2 JP 6242317B2 JP 2014188471 A JP2014188471 A JP 2014188471A JP 2014188471 A JP2014188471 A JP 2014188471A JP 6242317 B2 JP6242317 B2 JP 6242317B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light source
- guide plate
- incident
- light guide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 150000001925 cycloalkenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
Description
本発明は面光源装置およびその面光源装置を用いた表示装置に関し、より詳しくは、光源を導光板の入射端部に配し、光をこの入射端部に垂直な出射面より出射するエッジライト方式の照明装置であって、液晶表示装置、主照明装置、または電飾照明、広告表示装置もしくは誘導灯などのディスプレイ装置などに好適な面光源装置およびその面光源装置を用いた表示装置に関する。 The present invention relates to a surface light source device and a display device using the surface light source device, and more specifically, an edge light in which a light source is disposed at an incident end of a light guide plate and light is emitted from an exit surface perpendicular to the incident end. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surface light source device suitable for a liquid crystal display device, a main lighting device, or a display device such as an electric lighting, an advertisement display device or a guide light, and a display device using the surface light source device.
近年、装置の薄型化に伴って照明装置の薄型化が要望されており、特に光源よりも薄い導光板を採用するケースが増えている。しかしながら、フィルム導光板のように光源よりも薄い導光板を採用した場合、厚みの差分が漏れ光として入射損失となり、輝度の低下を招いてしまう。 In recent years, there has been a demand for thinner lighting devices as the devices become thinner, and in particular, an increasing number of cases adopt a light guide plate that is thinner than the light source. However, when a light guide plate that is thinner than the light source, such as a film light guide plate, is employed, the difference in thickness becomes an incident loss as leakage light, resulting in a decrease in luminance.
これに対して、例えば特許文献1に開示される技術によって、薄型導光板の光導入部に形状を付与することによって、入射損失を低減させることが考えられている。
On the other hand, it is considered to reduce the incident loss by giving a shape to the light introducing portion of the thin light guide plate by the technique disclosed in
すなわち、特許文献1の図1では、光源と段差を持つ導光板で構成され、段差面には金属反射膜あるいは誘電体反射膜を形成し、かつ段差面に鋸歯形状や曲線形状等の形状を付与している。これにより、光源から導光板の光入射領域を介して内部へ伝搬する光のうち、段差面に当たる光は反射され、再度光入射領域へ到達する。光入射領域へ到達した光は、入射角度によって一部は全反射され、一部は部分反射されて導光板の内部へ伝搬して行くこととなる。
That is, in FIG. 1 of
以上説明したように、従来の面光源装置においては、特殊な光反射構造を用いるため、光反射構造として金属反射膜あるいは誘電体反射膜などを成膜する工程が必要となる。これは製造コストを高くする。また、反射膜では反射率を100%にできない可能性が高く、反射後の光も導光板の外へ出た後に、外部の反射板で再入射させるために、光の回収率も低いものと思われる。 As described above, since the conventional surface light source device uses a special light reflection structure, a step of forming a metal reflection film or a dielectric reflection film as the light reflection structure is required. This increases the manufacturing cost. In addition, it is highly possible that the reflectance cannot be reduced to 100% with the reflective film, and the light recovery rate is low because the light after reflection goes out of the light guide plate and then re-enters with the external reflector. Seem.
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、点状光源の厚さよりも薄い導光板を用いる面光源装置において、導光板に光を入射させる際の光損失を低減させた面光源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 problems, and in a surface light source device using a light guide plate thinner than the thickness of a point light source, a surface light source with reduced light loss when light is incident on the light guide plate An object is to provide an apparatus.
本発明に係る面光源装置は、点状光源と、平面視形状が四角形をなし、その1つの端面が、前記点状光源に対面する入射面となり、前記入射面に垂直な平面が出射面となった導光板とを備え、前記導光板は、入射面側の端縁部において、他の部分よりも突出した凸構造を備え、前記凸構造は、斜円柱の側面の一部に相当する2つの傾斜曲面および、前記傾斜曲面に連続し、前記斜円柱の端面の一部に相当する傾斜曲面上面を含む斜円柱部と、前記入射面側から下るように傾斜する傾斜平面を含む楔形状部とを有し、前記斜円柱部は前記楔形状部の前記傾斜平面上に配設され、2つの前記傾斜曲面は、それぞれの側面が前記斜円柱の円柱軸に沿って交わるよう平行に配置され、2つの前記傾斜曲面の交線と、前記点状光源の中心とが平面視的に同一直線上に存在するように前記凸構造が配置され、前記斜円柱部は、前記傾斜曲面上面に垂直かつ前記入射面に垂直な2つの側面を有する。
The surface light source device according to the present invention has a point light source, a square shape in plan view, and one end surface thereof is an incident surface facing the point light source, and a plane perpendicular to the incident surface is an output surface. The light guide plate has a convex structure protruding from the other part at the edge on the incident surface side, and the convex structure corresponds to a part of the side surface of the oblique cylinder. A wedge-shaped portion including two inclined curved surfaces, an inclined cylindrical portion that is continuous with the inclined curved surface and includes an inclined curved upper surface corresponding to a part of an end surface of the inclined circular cylinder, and an inclined flat surface that is inclined downward from the incident surface side The inclined cylindrical portion is disposed on the inclined plane of the wedge-shaped portion, and the two inclined curved surfaces are arranged in parallel so that the respective side surfaces intersect with the cylindrical axis of the inclined cylindrical portion. The intersecting line of the two inclined curved surfaces and the center of the point light source are in plan view. Is the convex structure disposed to lie on a straight line, the swash cylinder unit, that have a vertical two sides vertically and the incident surface to the inclined curved upper surface.
本発明に係る面光源装置によれば、傾斜曲面により入射光は全反射で左右に広がるように偏向されるため、入射光が効率よく発光領域へと伝搬される。 According to the surface light source device of the present invention, the incident light is deflected so as to spread left and right by total reflection due to the inclined curved surface, so that the incident light is efficiently propagated to the light emitting region.
<実施の形態1>
図1は本発明の実施の形態1に係る面光源装置の斜視図である。図1に示すように、面光源装置はLEDなどの複数の点状光源1と、光を伝搬させるための導光板2と、を備えている。導光板2は、点状光源1と対向して配置される入射面と、入射面より入射し導光板2内で伝搬した光を出射する出射面と、出射面と反対側の面である反出射面とを有している。また、導光板2の点状光源1が配置された側の端縁部(導光板入光部)において、他の部分よりも突出した凸構造21を備えている。
<
FIG. 1 is a perspective view of a surface light source device according to
また、反出射面側に配置された下反射板3、点状光源1の背面から導光板入光部の凸構造21上にかけて覆う上反射板4、導光板2の出射面上に配置され光を均等に拡散させるための拡散板5、拡散板5上に配置され光線を集めて方向を変えるための縦プリズムシート6および縦プリズムシート6に配置された横プリズムシート7等を備えている。
Further, the lower reflecting
縦プリズムシート6は、点状光源1の並び方向に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7は縦プリズムシート6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 6 has a triangular prism groove formed in a direction orthogonal to the direction in which the
導光板2の反出射面側あるいは出射面側には、スクリーン印刷により形成された凹(あるいは凸)形状や、シボと呼ばれる半球状の凹(あるいは凸)形状を形成させ、導光板2の出射面より光を取り出し、拡散板5、縦プリズムシート6、横プリズムシート7を透過させて、正面方向に最適な配光角度で光を出射させている。なお、この面光源装置の出射面と対向する位置に液晶表示パネル等の表示素子を配置することで、表示装置が構成される。
A concave (or convex) shape formed by screen printing or a hemispherical concave (or convex) shape called grain is formed on the light-exiting surface side or the emitting surface side of the
導光板2の入射面側には、点状光源1からの光を取り込み、出射領域へと伝送するための凸構造21を形成している。以下、この凸構造21について詳細に説明する。
On the incident surface side of the
<凸構造の構成>
図2は導光板入光部を出射面側から見た平面図であり、2個の点状光源1が配置された領域を示している。図2においてハッチング領域は傾斜面を表している。
<Configuration of convex structure>
FIG. 2 is a plan view of the light guide plate light incident portion viewed from the exit surface side, and shows an area where two
導光板入光部の凸構造21は、それぞれが、斜めに傾いた円柱(以後、斜円柱と呼称)の側面の一部に相当する2つの傾斜曲面211および、それぞれが斜円柱の端面の一部に相当する2つの傾斜曲面上面212で規定される斜円柱部21sと、点状光源1側から導光板2の出射面に向けて下るように傾斜する傾斜平面213と、傾斜平面213に連続し点状光源1側に向けて延在する傾斜平面上面214で規定される楔形状部21wとを有しており、斜円柱部21sは楔形状部21w上に搭載されている。
The
斜円柱部21sは、2つの斜円柱を、それぞれの側面が円柱軸に沿って互いに交わるように平行して配置し、2つの斜円柱を円柱軸に沿って中央で切断することで、傾斜曲面上面212に垂直かつ、2つの斜円柱が交わる交線(A−A線と一致する線)に平行する2つの側面F1およびF2が形成される。このため、2つの側面F1およびF2は、入射面に対して垂直となっている。また、2つの斜円柱の端面については、傾斜曲面上面212となる方の端面を、入射面に平行な中心線に沿って切断することで、2つの側面F1およびF2に垂直に交わり、かつ傾斜曲面上面212に垂直な側面F3が形成される。なお、傾斜曲面上面212とは反対側の図示されない端面は、出射面に対面して傾斜曲面下面となる。
The
このような斜円柱部21sは、1つの斜円柱の円周としての大きさは、4分の1の円よりも小さい。これは、互いに接する斜円柱どうしが、実際には互いの一部が重なり合うように形成されているためである。すなわち、図2において破線で示すように、4分の1の円の一部が互いに重なり合っているためである。このような形状とすることで、入射光が左右に広がるように偏向させることができる。
Such a
また、斜円柱部21sの幅(図のX軸方向の長さ)は点状光源1の幅よりも大きく、斜円柱部21sの長さ(図のY軸方向の長さ)は楔形状部21wの長さよりも長く形成されている。なお、2つの斜円柱の交線と、点状光源1の中心とが平面視的に同一直線上に存在するように点状光源1および凸構造21を配置することで、導光板2内で光を効率よく伝搬させることができる。
In addition, the width of the oblique
図3は、図2に示すA−A線での導光板入光部の断面図であり、下反射板3および上反射板4との位置関係についても併せて示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the light guide plate light incident part along the line AA shown in FIG. 2, and also shows the positional relationship with the
図3に示すように、凸構造21は、導光板2の反出射面側の角部が、入射面EFから反出射面UFにかけて斜めに切り取られることで、YZ平面に垂直なX方向に延在する入射面下部傾斜平面215を有している。入射面下部傾斜平面215は、光を水平面と平行な方向へと偏向させる役割を果たし、凸構造21の傾斜平面213で光が全反射されやすくなる。
As shown in FIG. 3, the
また、下反射板3および上反射板4により、導光板入光部の凸構造21全体が覆われているが、特に上反射板4と導光板入光部の傾斜曲面上面212との間は、できるだけ隙間を発生させないように組み立てる。これは、導光板入光部の凸構造21の4分の1円状の水平面、すなわち傾斜曲面上面212より入った光は、導光板2の反出射面UFより抜け出ることとなり、導光板2内を伝搬する光とならないためである。なお、下反射板3および上反射板4は、正反射板でも拡散反射板でもどちらでも良い。
Further, the entire
図4は、図2に示すB−B線での断面図であり、下反射板3および上反射板4との位置関係についても併せて示している。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 2 and also shows the positional relationship between the lower reflecting
図4において、傾斜曲面211、傾斜曲面上面212、傾斜平面213、傾斜平面上面214および傾斜曲面下面216で囲まれた領域217は斜円柱部21sの側面に相当する。また、傾斜平面213、傾斜平面上面214、入射面EF、入射面下部傾斜平面215および反出射面UFで規定される領域218は楔形状部21wに相当する。
In FIG. 4, a
傾斜曲面上面212と傾斜平面上面214とは同じ高さである必要はなく、図4では傾斜平面上面214は傾斜曲面上面212よりも低く設定されている。また傾斜平面213と傾斜曲面211とは同じ傾斜角度および同じ長さである必要はなく、図4では傾斜平面213の傾斜角度は傾斜曲面211の傾斜角度よりも小さく、傾斜平面213の長さも傾斜曲面211の長さよりも短く設定されている。
The inclined curved
<動作>
次に、導光板入光部に上述した凸構造21を有する導光板2内において、点状光源1からの光がどのように伝搬するかを図5、図6および図7を用いて説明する。
<Operation>
Next, how light from the point
図5は点状光源1の発光中心近傍から水平に射出された光の軌跡を、導光板上面および導光板側面から観測した図である。また、図6は点状光源1の発光中心近傍から上方50°方向に射出された光の軌跡を、導光板上面および導光板側面から観測した図である。図7は点状光源1の発光中心近傍から下方50°方向に射出された光の軌跡を、導光板上面および導光板側面から観測した図である。
FIG. 5 is a diagram in which the locus of light emitted horizontally from the vicinity of the light emission center of the point
何れの図も、光がある面を透過あるいは反射して、次の面に到達するまでを1本の矢印で記載している。また光の透過あるは反射する面との交点について、導光板上面図と導光板側面図との対応する位置を破線で結び、光の進行方向上流側の破線から順番にa、b、c、dおよびeの記号を標記している。なお、導光板側面から観測した図において、水平線を0°とし、上方50°、0°、下方50°の方向に進む光の振る舞いを実線の矢印で示している。 In any of the figures, the light is transmitted or reflected from one surface until reaching the next surface by one arrow. Further, at the intersection with the light transmitting or reflecting surface, the corresponding positions of the light guide plate top view and the light guide plate side view are connected by broken lines, and a, b, c, The symbols d and e are marked. In the figure observed from the side surface of the light guide plate, the solid line indicates the behavior of light traveling in the direction of 50 ° upward, 0 ° upward, and 50 ° downward with the horizontal line being 0 °.
図5において、光はaの位置では入射面に垂直に入射するために、透過光はそのまま水平に進み、bの位置で傾斜曲面211に当たる。傾斜曲面211で光は下方斜めに全反射され、cの位置で反出射面UFに当たる。反出射面UFで全反射された光はdの位置で、出射面OFに当たり全反射される。出射面OFと反出射面UFとは互いに平行な面であるために、どちらか一方の面で全反射される光は相対する面でも全反射されることとなり、以後、反出射面UFと出射面OFとの間で全反射を繰り返して伝搬されて行く。
In FIG. 5, since the light is incident on the incident surface perpendicularly at the position a, the transmitted light travels horizontally as it is and strikes the inclined
図6において、光はaの位置では入射面に対して上方50°の入射角度で入射し、スネルの法則に従って導光板2の屈折率に応じた角度だけ屈折して導光板2内を伝搬し、bの位置で傾斜曲面上面212に当たる。傾斜曲面上面212では光は下方斜めに全反射され、cの位置で反出射面UFに当たる。反出射面UFで上方斜めに全反射された光は、dの位置で出射面OFに当たり、全反射される。以後、反出射面UFと出射面OFとの間で全反射を繰り返して伝搬されて行く。
In FIG. 6, light is incident at an incident angle of 50 ° above the incident surface at the position a, and is refracted by an angle corresponding to the refractive index of the
上方に大きな角度で入射する光は、傾斜曲面上面212のように導光板入射面に直交した面で受けることが、全反射条件を確立させるという点で重要である。このため、傾斜曲面上面212の光の進行方向の長さは、点状光源の上下方向の長さに応じて適宜決める設計事項となる。
It is important from the viewpoint of establishing the total reflection condition that light incident at a large angle upward is received by a surface orthogonal to the light guide plate incident surface, such as the inclined curved
図7において、光はaの位置では入射面に対して下方50°の入射角度で入射し、スネルの法則に従って導光板2の屈折率に応じた角度だけ屈折して導光板2内を伝搬し、bの位置で入射面下部傾斜平面215に当たる。入射面下部傾斜平面215で、光は上方斜めに全反射され、cの位置で傾斜曲面211に当たる。傾斜曲面211で全反射された光は斜め下方に進み、dの位置で反出射面UFに当たる。反出射面UFで上方斜めに全反射された光は、eの位置で出射面OFに当たり、以後、反出射面UFと出射面OFとの間で全反射を繰り返して伝搬されて行く。
In FIG. 7, light is incident at an incident angle of 50 ° downward with respect to the incident surface at the position a, and is refracted by an angle corresponding to the refractive index of the
以上説明したように、導光板入光部に凸構造21を有する導光板2においては、点状光源1から射出された光が、傾斜曲面211に当たる回数が合計で1回以下であれば入射光は左右に広がるように偏向されるため入射光が効率よく発光領域へと伝搬される。
As described above, in the
例えば、図6の4番目の入射点であるdの位置は、出射面OFでなければならず、傾斜曲面211に当たった場合は傾斜曲面211から導光板2の外へと透過することとなる。従って、この条件を満足するように、傾斜曲面211の水平線に対する角度や入射面の高さなどの形状を設計することとなる。
For example, the position of d, which is the fourth incident point in FIG. 6, must be the exit surface OF, and when it hits the inclined
楔形状部21wの傾斜平面213および傾斜平面上面214は、点状光源1から直接到達する光に対して寄与すると言うよりは、導光板2から漏れた光が、上反射板4で光源側に戻され、再入射した光を反射するために設けられる。なお、楔形状部21wの光伝搬効率は、斜円柱部21sよりも低い。
The
また、複数の点状光源1のそれぞれ配設位置に対応して凸構造21を設けることで、入射光を無駄なく発光に使用することができる。
Further, by providing the
なお、上述した導光板2内での光の振る舞いの検討においては、導光板2の材料としてポリカーボネートを用いたが、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、アクリル樹脂、シクロオレフィン系材料などの透明樹脂も適用可能である。
In the examination of the light behavior in the
<実施の形態2>
図8は本発明の実施の形態2に係る面光源装置の、導光板2の導光板入光部を出射面側から見た平面図であり、2個の点状光源1が配置された領域を示している。図8においてハッチング領域は傾斜面を表している。
<
FIG. 8 is a plan view of the surface light source device according to
導光板入光部の凸構造21Aは、斜円柱の側面の一部に相当する傾斜曲面211および斜円柱の端面の一部に相当する傾斜曲面上面212で規定される斜円柱部21sと、点状光源1側から導光板2の出射領域に向けて下るように傾斜する傾斜平面213と、傾斜平面213に連続し点状光源1側に向けて延在する傾斜平面上面214で規定される楔形状部21wとを有しており、斜円柱部21sは楔形状部21w上に搭載されている。
The
実施の形態1において説明した凸構造21では、斜円柱部21sの2つの側面F1およびF2は入射面に対して垂直となっているが、実施の形態2の凸構造21Aでは、斜円柱部21sの2つの側面F11およびF12が入射面に対して垂直ではなく、垂直位置から角度αだけ内側(2つの斜円柱の交線の側)に傾いていることを特徴としている。
In the
実施の形態1においては、図7を用いて説明したように、光が入射面に対して下方50°の入射角度で入射した場合、光はeの位置で傾斜曲面211と出射面OFとの境界付近で出射面OFに到達するが、図8のように傾斜曲面211の幅を光の進行方向上流側から下流側に向けて狭くなるように構成することにより、斜円柱部21sの、出射面OFと平行な面(傾斜曲面下面216)の面積を大きくすることができ、光の伝搬効率を実施の形態1の凸構造21よりも高めることができる。
In the first embodiment, as described with reference to FIG. 7, when light is incident at an incident angle of 50 ° downward with respect to the incident surface, the light reaches the inclined
ただし、斜円柱部21sの側面F11およびF12が内側に傾く角度αを大きくし過ぎると、傾斜曲面211に当たった光が大きく曲げられ、導光板2の側面から漏れて光損失を増大させる可能性がある。このため、屈折率1.5程度の材料を用いる場合には、斜円柱部21sの側面F11およびF12が内側に傾く角度αは10°以内とすることが望ましい。
However, if the angle α at which the side surfaces F11 and F12 of the oblique
また、傾斜曲面211の幅が光の進行方向上流側から下流側に向けて狭くなるような斜円柱部21sは、2つの円錐をそれぞれの側面が円錐の母線に沿って接するように配置し、2つの円錐をそれぞれの母線に沿って垂直に切断した形状としても良い。なお、2つの円錐は、側面どうしが単に接しているのではなく、実際には互いの一部が重なり合うように形成する。
Further, the inclined
また、傾斜曲面211の断面は、厳密に円の一部である必要はなく、楕円の一部であっても良い。
Further, the cross section of the inclined
<実施の形態3>
図9は本発明の実施の形態3に係る面光源装置の、導光板2の導光板入光部を反出射面側から見た平面図であり、2個の点状光源1が配置された領域を示している。なお、図9においては図8を用いて説明した凸構造21Aを導光板入光部に配置した例を示しており、凸構造21Aの下方の導光板2の表面内には、入射面側から光の進行方向下流側に向けて延在する三角溝22が形成されている。
<
FIG. 9 is a plan view of the surface light source device according to
三角溝22は、点状光源1側に設けられ、溝の深さがほぼ一定である三角溝長辺部221と、点状光源1とは反対側に設けられ、溝の深さが三角溝長辺部221の深さと同じ深さから急激に浅くなる三角溝短辺部222とで構成されており、何れも溝の断面が三角形をしている。
The
そして、三角溝22の三角溝短辺部222の頂点と、斜円柱部21sの2つの傾斜曲面211が交わる交線とが重なるように斜円柱部21sが配置されている。
The oblique
図10は、図9に示すA−A線での導光板入光部の断面図である。図10に示すように、三角溝長辺部221は、溝の深さが点状光源1側から光の進行方向下流側に向けて徐々に浅くなるように形成することが望ましく、その傾斜角度としては3°以下が好ましい。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the light guide plate light incident portion along line AA shown in FIG. As shown in FIG. 10, the triangular groove
なお、凸構造21Aは、図3に示した凸構造21と同様に、導光板2の反出射面側の角部が、入射面EFから反出射面UFにかけて斜めに切り取られることで形成された入射面下部傾斜平面215を有している。
The
また、図9に示されるように、三角溝22の幅(図のX軸方向の長さ)は斜円柱部21sの幅よりも狭いが、これは、導光板入光部の厚さ(図のZ軸方向の長さ)と発光部の厚さとの比によって最適形状が決まる設計事項である。また三角溝22の深さも入射面下部傾斜平面215の傾斜角度と導光板入光部の厚さとに依存する設計事項である。
Further, as shown in FIG. 9, the width of the triangular groove 22 (the length in the X-axis direction in the drawing) is narrower than the width of the oblique
図11は三角溝22の斜視図である。ほぼ一定の深さの三角溝長辺部221は、入射面下部傾斜平面215があるために、導光板入光部から光の進行方向下流側にかけて、その幅が広がって見える。また三角溝22の断面は、入射面側から見た場合、左右対称の二等辺三角形の形状を有している。
FIG. 11 is a perspective view of the
以上説明した導光板入光部に三角溝22を有する導光板2において、点状光源1からの光に対して、三角溝22がどのように機能するかについて図12および図13を用いて説明する。
In the
図12は三角溝22を有さない導光板2に対して、点状光源1の発光周辺部から上方内側方向に射出された光の軌跡を、導光板上面および導光板側面から観測した図であり、図13は三角溝22を有する導光板2に対して、点状光源1の発光周辺部から内側上方に向けて射出された光の軌跡を、導光板上面および導光板側面から観測した図である。
FIG. 12 is a diagram in which the trajectory of light emitted upward from the light emitting peripheral portion of the point
何れの図も、光がある面を透過あるいは反射して、次の面に到達するまでを1本の矢印で記載している。また光の透過あるは反射する面との交点について、導光板上面図と導光板側面図との対応する位置を破線で結び、光の進行方向上流側の破線から順番にa、b、c、d、eおよびfの記号を標記している。 In any of the figures, the light is transmitted or reflected from one surface until reaching the next surface by one arrow. Further, at the intersection with the light transmitting or reflecting surface, the corresponding positions of the light guide plate top view and the light guide plate side view are connected by broken lines, and a, b, c, The symbols d, e and f are marked.
図12において、光はaの位置で入射し、スネルの法則に従い導光板2の屈折率に応じた角度だけ屈折して導光板2内を伝搬し、bの位置で傾斜曲面上面212に当たる。傾斜曲面上面212では光は外側下方に向けて全反射され、cの位置で反出射面UFに当たる。反出射面UFで外側上方に全反射された光は、dの位置で傾斜曲面211から導光板2の外へと透過する。実施の形態1でも説明したように、点状光源1から射出された光が、傾斜曲面211に合計で2回当たると、光は導光板2の外へ透過することとなる。
In FIG. 12, light is incident at the position a, refracted by an angle corresponding to the refractive index of the
一方、三角溝22を有する導光板2では、図13に示すように、bの位置で傾斜曲面上面212で外側下方に向けて全反射された光は、cの位置で三角溝長辺部221において外側上方に向けて全反射される。これは三角溝長辺部221の傾斜面に対して、光がより大きな入射角度で入射され、傾斜曲面211の外側へと偏向されたためである。三角溝長辺部221で全反射された光は、dの位置で傾斜平面213に当たって外側下方に向けて全反射され、eの位置で反出射面UFに当たって外側上方に向けて全反射され、また、fの位置で出射面OFに当たって全反射される。以後、反出射面UFと出射面OFとの間で全反射を繰り返して伝搬されて行く。
On the other hand, in the
このように、導光板2に三角溝22を設けることで、点状光源1の発光周辺部から射出された光であっても、傾斜曲面211の外側へと偏向させることができ、導光板2の外へと透過することを抑制できる。
Thus, by providing the
以上説明した三角溝22は、三角溝長辺部221と三角溝短辺部222とで構成されているが、三角溝長辺部221のみで構成しても良い。この場合、三角溝長辺部221は前述の通り、上流側から下流側に向けて進む光を、左側または右側に大きく曲げ、水平面と平行な反出射面UFと出射面OFとで構成されている発光領域へと光を伝搬させる役割を果たす。
The
これに対し、三角溝短辺部222は入射面下部傾斜平面215と同様に、光を水平面と平行な方向へと偏向させる役割を果たすものであり、伝搬させる光の配光分布を調整するために設けている。このため、三角溝短辺部222を有さない構成であっても光の伝搬効率が大幅に低下するものではない。
On the other hand, the triangular groove
<変形例>
以上説明した実施の形態1〜3においては、凸構造を出射面側に設ける構成を示したが、凸構造を出射面とは反対側の反出射面側に設けた構成であっても良い。その場合、実施の形態1〜3の導光板形状が上下逆の形状となるが、奏する効果は同じである。
<Modification>
In
<表示装置への適用>
また、以上説明した実施の形態1〜3に係る面光源装置の出射面と対向する位置に液晶表示パネル等の表示素子を配置することで、表示装置が構成され、当該表示装置は、実施の形態1〜3に係る面光源装置のそれぞれの効果を有した表示装置となる。
<Application to display devices>
In addition, a display device is configured by disposing a display element such as a liquid crystal display panel at a position facing the exit surface of the surface light source device according to the first to third embodiments described above. The display device has the respective effects of the surface light source devices according to the first to third aspects.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1 点状光源、2 導光板、21,21A 凸構造、211 傾斜曲面、212 傾斜曲面上面、213 傾斜平面、214 傾斜平面上面、215 入射面下部傾斜平面、22 三角溝、221 三角溝長辺部、222 三角溝短辺部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
平面視形状が四角形をなし、その1つの端面が、前記点状光源に対面する入射面となり、前記入射面に垂直な平面が出射面となった導光板と、を備え、
前記導光板は、
入射面側の端縁部において、他の部分よりも突出した凸構造を備え、
前記凸構造は、
斜円柱の側面の一部に相当する2つの傾斜曲面および、前記傾斜曲面に連続し、前記斜円柱の端面の一部に相当する傾斜曲面上面を含む斜円柱部と、前記入射面側から下るように傾斜する傾斜平面を含む楔形状部とを有し、前記斜円柱部は前記楔形状部の前記傾斜平面上に配設され、
2つの前記傾斜曲面は、それぞれの側面が前記斜円柱の円柱軸に沿って交わるよう平行に配置され、2つの前記傾斜曲面の交線と、前記点状光源の中心とが平面視的に同一直線上に存在するように前記凸構造が配置され、
前記斜円柱部は、
前記傾斜曲面上面に垂直かつ前記入射面に垂直な2つの側面を有する、面光源装置。 A point light source;
A light guide plate having a rectangular shape in plan view, one end surface of which is an incident surface facing the point light source, and a plane perpendicular to the incident surface is an output surface;
The light guide plate is
At the edge on the incident surface side, it has a convex structure that protrudes from other parts,
The convex structure is
Two inclined curved surfaces corresponding to a part of the side surface of the inclined cylinder, an inclined cylindrical part continuous with the inclined curved surface and including an upper surface of the inclined curved surface corresponding to a part of the end surface of the inclined cylinder, and descending from the incident surface side A wedge-shaped portion including an inclined plane inclined so that the inclined cylindrical portion is disposed on the inclined plane of the wedge-shaped portion,
The two inclined curved surfaces are arranged in parallel so that each side surface intersects the cylindrical axis of the oblique cylinder, and the intersection line of the two inclined curved surfaces and the center of the point light source are the same in plan view. The convex structures are arranged so as to exist on a straight line ,
The oblique cylindrical portion is
That having a perpendicular two sides vertically and the incident surface to the inclined curved upper surface, the surface light source device.
平面視形状が四角形をなし、その1つの端面が、前記点状光源に対面する入射面となり、前記入射面に垂直な平面が出射面となった導光板と、を備え、
前記導光板は、
入射面側の端縁部において、他の部分よりも突出した凸構造を備え、
前記凸構造は、
斜円柱の側面の一部に相当する2つの傾斜曲面および、前記傾斜曲面に連続し、前記斜円柱の端面の一部に相当する傾斜曲面上面を含む斜円柱部と、前記入射面側から下るように傾斜する傾斜平面を含む楔形状部とを有し、前記斜円柱部は前記楔形状部の前記傾斜平面上に配設され、
2つの前記傾斜曲面は、それぞれの側面が前記斜円柱の円柱軸に沿って交わるよう平行に配置され、2つの前記傾斜曲面の交線と、前記点状光源の中心とが平面視的に同一直線上に存在するように前記凸構造が配置され、
前記斜円柱部は、
前記傾斜曲面上面に垂直かつ前記入射面に対して予め定めた角度だけ前記交線の側に傾いた2つの側面を有する、面光源装置。 A point light source;
A light guide plate having a rectangular shape in plan view, one end surface of which is an incident surface facing the point light source, and a plane perpendicular to the incident surface is an output surface;
The light guide plate is
At the edge on the incident surface side, it has a convex structure that protrudes from other parts,
The convex structure is
Two inclined curved surfaces corresponding to a part of the side surface of the inclined cylinder, an inclined cylindrical part continuous with the inclined curved surface and including an upper surface of the inclined curved surface corresponding to a part of the end surface of the inclined cylinder, and descending from the incident surface side A wedge-shaped portion including an inclined plane inclined so that the inclined cylindrical portion is disposed on the inclined plane of the wedge-shaped portion,
The two inclined curved surfaces are arranged in parallel so that each side surface intersects the cylindrical axis of the oblique cylinder, and the intersection line of the two inclined curved surfaces and the center of the point light source are the same in plan view. The convex structures are arranged so as to exist on a straight line,
The oblique cylindrical portion is
The angle a predetermined for the vertical and the incident surface to the inclined curved upper surface with two sides inclined to the side of the intersection line, the surface light source device.
その円周としての大きさが、前記斜円柱の円周としての大きさの4分の1よりも小さく形成される、請求項1または請求項2記載の面光源装置。 The inclined curved surface is
The surface light source device according to claim 1 , wherein a size as a circumference is smaller than a quarter of a size as a circumference of the oblique cylinder.
前記凸構造は、前記点状光源のそれぞれの配設位置に対応して設けられる、請求項1記載の面光源装置。 A plurality of the point light sources are arranged along the incident surface,
The convex structures, each disposed are provided corresponding to the position, the surface light source device according to claim 1, wherein the point light source.
前記凸構造が設けられる側とは反対側となる平面において、前記凸構造の下方となる位置に、前記入射面側から光の進行方向下流側に向けて延在する断面が三角形の三角溝を有する、請求項1記載の面光源装置。 The light guide plate is
In a plane opposite to the side where the convex structure is provided, a triangular groove having a triangular cross section extending from the incident surface side toward the downstream side in the light traveling direction is provided at a position below the convex structure. The surface light source device according to claim 1.
前記凸構造が配置された前記端縁部に沿って延在するように設けられる、請求項1記載の面光源装置。 The inclined plane of the wedge-shaped portion is
The surface light source device of Claim 1 provided so that it may extend along the said edge part by which the said convex structure is arrange | positioned.
前記凸構造が突出する側とは反対側となる平面において、前記凸構造が配置された前記端縁部に沿って、前記平面に対して一定角度をなすように設けられた傾斜平面を有する、請求項1記載の面光源装置。 The light guide plate is
In a plane opposite to the side on which the convex structure protrudes, an inclined plane is provided along the edge where the convex structure is disposed so as to form a certain angle with respect to the plane. The surface light source device according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014188471A JP6242317B2 (en) | 2014-09-17 | 2014-09-17 | Surface light source device and display device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014188471A JP6242317B2 (en) | 2014-09-17 | 2014-09-17 | Surface light source device and display device using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016062703A JP2016062703A (en) | 2016-04-25 |
JP6242317B2 true JP6242317B2 (en) | 2017-12-06 |
Family
ID=55798095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014188471A Active JP6242317B2 (en) | 2014-09-17 | 2014-09-17 | Surface light source device and display device using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6242317B2 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5315613B2 (en) * | 2006-01-31 | 2013-10-16 | コニカミノルタ株式会社 | Light guide plate and backlight device |
JP5278412B2 (en) * | 2010-11-17 | 2013-09-04 | オムロン株式会社 | Surface light source device and stereoscopic display device |
US9500795B2 (en) * | 2012-09-13 | 2016-11-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Area light source device and display device using same |
-
2014
- 2014-09-17 JP JP2014188471A patent/JP6242317B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016062703A (en) | 2016-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
USRE49630E1 (en) | Collimating illumination systems employing a waveguide | |
JP6237998B2 (en) | Light guide plate and surface light source device | |
US7540646B2 (en) | Light guide element, light guide unit, backlight apparatus and light source apparatus | |
JP5556837B2 (en) | Surface light source device and liquid crystal display device | |
JP6288442B2 (en) | Light guide plate and surface light source device | |
JP4985788B2 (en) | Surface light source device and liquid crystal display device | |
TWI428541B (en) | Surface light source device and liquid crystal display device | |
JP5878239B2 (en) | Surface light source device and display device using the same | |
US20140132887A1 (en) | Light guide plate and area light source device | |
JP6288443B2 (en) | Light guide plate and surface light source device | |
WO2005045313A1 (en) | Surface light source device and apparatus using this device | |
JP2010205713A (en) | Lighting device, and display device using the same | |
WO2013132661A1 (en) | Surface light source device | |
JP4849335B2 (en) | Light guide, backlight device and light source device | |
JP2014130748A (en) | Light guide plate and surface light source device | |
JP2013187059A (en) | Light guide plate, and planar light source device | |
JP2005085671A (en) | Light guide plate and plane light source device | |
TW201326928A (en) | Asymmetric serrated edge light guide film having elliptical base segments | |
JP5315613B2 (en) | Light guide plate and backlight device | |
JP2005063913A (en) | Light guide plate | |
JP2005347208A (en) | Flat light source device | |
JP2005108512A (en) | Light guide plate and surface light source device | |
TW201504699A (en) | Light guide plate and backlight module incorporating the same | |
JP2004192937A (en) | Light guide plate | |
JP6242317B2 (en) | Surface light source device and display device using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161025 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170714 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170725 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170913 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171010 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171107 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6242317 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |