JP6381484B2 - Surface light source device and display device including the same - Google Patents
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Description
本発明は、面光源装置及びそれを備える表示装置に関する。 The present invention relates to a surface light source device and a display device including the same.
液晶表示装置、主照明装置、または電飾照明装置、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照明装置に関して様々な技術が提案されている。これら液晶表示装置などに代表される非発光表示装置においては、背面に、照明のためのバックライトユニットが設けられる。バックライトユニットとしては、例えば、ＬＥＤなどの光源と、光源が対向配置された入射面である側面を有し、当該光源から当該側面から入射された光を出光面から出射する導光板と、導光板裏面側に設けられ裏面から抜けた光を再び導光板内に戻すための反射シートとを備えるエッジライト方式のものが知られている。また、出光面の上方に、出光面から出射される光を視野角内に集光し輝度を向上させるためのレンズシートや、輝度の均一化のための拡散板を備えるものもある。 Various techniques have been proposed for a lighting device suitable for a liquid crystal display device, a main lighting device, an electric lighting device, an advertising display device, or a display device such as a guide light. In non-light emitting display devices represented by these liquid crystal display devices and the like, a backlight unit for illumination is provided on the back surface. The backlight unit includes, for example, a light source such as an LED, a light guide plate that has a side surface that is an incident surface on which the light source is disposed opposite to the light source, emits light incident from the side surface from the light source from the light output surface, and a light guide plate. There is known an edge light type that includes a reflection sheet that is provided on the back side of the optical plate and returns light that has escaped from the back side into the light guide plate. Some of them include a lens sheet for improving the luminance by condensing the light emitted from the light emitting surface within the viewing angle and a diffusion plate for making the luminance uniform.
さて、車載用の液晶表示装置では、太陽に照らされても視認できる高い輝度と、運転席あるいは助手席から視認できる広視野角とが求められている。特に視野角に関しては、左右方向には広い視野角が要求される一方で、上下方向には装置からの光がフロントガラスへ映り込まないような狭い視野角が要求されている。 Now, in-vehicle liquid crystal display devices are required to have high brightness that can be seen even when illuminated by the sun and a wide viewing angle that can be seen from the driver's seat or passenger seat. In particular, regarding the viewing angle, a wide viewing angle is required in the left-right direction, while a narrow viewing angle is required so that light from the apparatus does not appear on the windshield in the up-down direction.
このような要求に応じたバックライトとして、レンズシートのプリズム面を導光板側に配置し、正面方向に光線方向を揃える方法が知られている（例えば特許文献１）。この光出射機構では、光の進行方向に平行な面内においては出射光の広がりが狭く、光の進行方向に垂直な面内に対して出射光は広がるという特性を持っている。 As a backlight that meets such requirements, a method is known in which the prism surface of a lens sheet is arranged on the light guide plate side and the light beam direction is aligned in the front direction (for example, Patent Document 1). This light emission mechanism has a characteristic that the spread of the emitted light is narrow in a plane parallel to the traveling direction of the light, and the emitted light spreads in a plane perpendicular to the traveling direction of the light.
しかし、このような指向性を引き出すためには、導光板の出光面から出射される光は面の法線に対して大きな角度に揃えて取り出すことが重要となる。つまり、光の臨界角ぎりぎりの角度で導光板から光を出射させる必要がある。このような光の出射を実現するために、光出射機構として導光板の出光面あるいは反出光面を粗面加工した技術（例えば特許文献１）や頂角の大きいプリズム列を配列させた技術（例えば特許文献２）が提案されている。 However, in order to extract such directivity, it is important to extract the light emitted from the light exit surface of the light guide plate at a large angle with respect to the normal of the surface. That is, it is necessary to emit light from the light guide plate at an angle just below the critical angle of light. In order to realize such light emission, as a light emission mechanism, a technique (for example, Patent Document 1) in which a light exit surface or a light exit surface of a light guide plate is roughened, or a technique in which prism rows having a large apex angle are arranged ( For example, Patent Document 2) has been proposed.
上述したように、バックライトでは、左右方向の視野角を広く、上下方向の視野角を狭くすることが要求されているが、その要求に対して十分ではないという問題がある。 As described above, the backlight is required to have a wide viewing angle in the left-right direction and a narrow viewing angle in the up-down direction. However, there is a problem that the requirement is not sufficient.
そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、第１方向の視野角を広く、当該第１方向と垂直な第２方向の視野角を狭くすることが可能な技術を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and can widen the viewing angle in the first direction and narrow the viewing angle in the second direction perpendicular to the first direction. The purpose is to provide technology.
本発明に係る面光源装置は、光源と、前記光源と対向する入光面と、出光面と、前記出光面と逆側の反出光面とを有する導光板と、前記導光板の前記反出光面側に配置された反射シートと、前記導光板の前記出光面側に配置され、プリズム面が前記出光面と対向するプリズムシートとを備える。前記導光板は、前記導光板の前記出光面に配設された、各プリズムが第１角度の頂角を有する第１プリズム列と、前記導光板の前記入光面に配設された、各プリズムが第２角度の頂角を有する第２プリズム列と、前記反出光面上に配設された凸形状を有する凸構造体、及び、前記反出光面上に配設された凹形状を有する凹構造体の少なくとも一方とを備える。前記光源の主光線軸方向と鋭角をなすとともに前記第２プリズム列のプリズム面に垂直である垂線方向に向かって、前記主光線軸方向を当該鋭角以下の角度で回転させた場合に得られる方向が、予め定められた方向として規定される。前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凸構造体の突出方向の長さは小さくなり、前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凸構造体の幅方向の長さは大きくなり、前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凹構造体の陥没方向の長さは大きくなり、前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凹構造体の幅方向の長さは小さくなる。 The surface light source device according to the present invention includes a light source, a light guide plate having a light incident surface facing the light source, a light exit surface, and a light exit surface opposite to the light exit surface, and the light output from the light guide plate. A reflection sheet disposed on the surface side; and a prism sheet disposed on the light output surface side of the light guide plate and having a prism surface facing the light output surface. The light guide plate is disposed on the light exit surface of the light guide plate, and each prism is disposed on the light incident surface of the light guide plate, and each prism has a first prism apex angle. The prism has a second prism array having a second apex angle, a convex structure having a convex shape disposed on the reflection light surface, and a concave shape disposed on the reflection light surface. At least one of the concave structures. A direction obtained when the principal ray axis direction is rotated by an angle equal to or less than the acute angle toward the perpendicular direction perpendicular to the prism surface of the second prism row while forming an acute angle with the principal ray axis direction of the light source. Is defined as a predetermined direction. As the distance from the light source increases along the predetermined direction, the length of the projecting direction of the convex structure decreases, and as the distance from the light source increases along the predetermined direction, the width of the convex structure. The length of the direction increases, and as the distance from the light source increases along the predetermined direction, the length of the recessed structure decreases, and the distance from the light source increases along the predetermined direction. As a result, the length of the concave structure in the width direction becomes smaller.
本発明によれば、第２プリズム列が導光板の入光面に配設され、凸構造体及び凹構造体の少なくとも一方が導光板の反出光面に配設されている。これにより、第１方向の視野角を広く、第２方向の視野角を狭くすることができる。 According to the present invention, the second prism row is disposed on the light incident surface of the light guide plate, and at least one of the convex structure and the concave structure is disposed on the light exit surface of the light guide plate. Thereby, the viewing angle in the first direction can be widened, and the viewing angle in the second direction can be narrowed.
＜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構成を示す分解斜視図である。同図に示すように、本実施の形態１の面光源装置は、点状の光源１、導光板２、反射シート３及びプリズムシート４から構成される。通常、プリズムシートでは凸面形状を有する面が光の出光方向（導光板２と逆側）に向けて配置されることが多いが、図１のプリズムシート４では、その凸面形状を光の反出光方向（導光板２側）に向けて配置されている。以下、図１のように配置されたプリズムシート４を逆プリズムシート４と記して説明する。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of the surface light source device according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in the figure, the surface light source device of the first embodiment includes a point light source 1, a light guide plate 2, a reflection sheet 3 and a prism sheet 4. In general, a prism sheet is often arranged with a convex surface facing the light exit direction (opposite to the light guide plate 2). However, in the prism sheet 4 of FIG. It arrange | positions toward the direction (light-guide plate 2 side). Hereinafter, the prism sheet 4 arranged as shown in FIG. 1 will be described as an inverted prism sheet 4.
導光板２は、光源１と対向配置され、光源１から放射された光が入射する光入射面である入光面２１と、導光板２から逆プリズムシート４に向かって光を出射する出光面２２と、出光面２２と逆側の反出光面２３とを、主要構成部として有している。 The light guide plate 2 is opposed to the light source 1 and has a light incident surface 21 that is a light incident surface on which light emitted from the light source 1 is incident, and a light exit surface that emits light from the light guide plate 2 toward the reverse prism sheet 4. 22 and a light exit surface 23 opposite to the light exit surface 22 are provided as main components.
また、光源１主光線軸の方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて（＋Ｙ方向に向かうにつれて）、導光板２の出光面２２と反出光面２３との間の長さは小さくなっている。つまり、導光板２のＺ方向の膜厚が、入光面２１から遠ざかるほど小さくなるような楔形状を有している。このように光源１から下流に向かうにつれて導光板２の断面積を小さくしていくことにより、導光板２内に光が残らないようにすることができるので、光を有効に利用することができる。 Further, the distance between the light exit surface 22 and the light exit surface 23 of the light guide plate 2 decreases as the distance from the light source 1 increases along the direction of the principal ray axis of the light source 1 (towards the + Y direction). That is, the light guide plate 2 has a wedge shape in which the film thickness in the Z direction decreases as the distance from the light incident surface 21 increases. Thus, by reducing the cross-sectional area of the light guide plate 2 as it goes downstream from the light source 1, it is possible to prevent light from remaining in the light guide plate 2, so that light can be used effectively. .
導光板２は、ここでは屈折率が１．５８のポリカーボネートにより形成されるものとして説明する。しかし導光板２の材質はこれに限るものではなく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）や環状オレフィンコポリマーなど一般的に導光板に用いられる材料であればよい。 Here, the light guide plate 2 will be described as being formed of polycarbonate having a refractive index of 1.58. However, the material of the light guide plate 2 is not limited to this, and any material generally used for the light guide plate such as polymethyl methacrylate (PMMA) or cyclic olefin copolymer may be used.
反射シート３は、導光板２の反出光面２３側（＋Ｚ側）に配置されている。反射シート３は、反出光面２３から出射した光を、導光板２に反射する。これによって、出光面２２から出射される光の量を高めることができる。なお、反射シート３は、鏡面を有しており、反出光面２３から出射した光を正反射する機能を有する。 The reflection sheet 3 is disposed on the light exit surface 23 side (+ Z side) of the light guide plate 2. The reflection sheet 3 reflects the light emitted from the light exit surface 23 to the light guide plate 2. Thereby, the amount of light emitted from the light exit surface 22 can be increased. The reflection sheet 3 has a mirror surface and has a function of regularly reflecting light emitted from the light exit surface 23.
逆プリズムシート４は、導光板２の出光面２２側（−Ｚ側）に配置されている。プリズム面のプリズム列は、主光線軸方向（Ｙ方向）に配列され、光源１の配列方向（Ｘ方向）に延設された、複数の二等辺三角形のプリズム列から構成されており、そのプリズム面は出光面２２と対向している。なおここでは、プリズム列の周期方向と、導光板２内の主要な光の進行方向（伝搬方向）とが一致するように、逆プリズムシート４が形成及び配置されている。プリズムの頂角は、例えば６０°〜７０°とするのがよい。 The reverse prism sheet 4 is disposed on the light exit surface 22 side (−Z side) of the light guide plate 2. The prism array on the prism surface is composed of a plurality of isosceles prism arrays arranged in the principal ray axis direction (Y direction) and extending in the array direction (X direction) of the light source 1. The surface faces the light exit surface 22. Here, the inverted prism sheet 4 is formed and arranged so that the periodic direction of the prism row coincides with the traveling direction (propagation direction) of the main light in the light guide plate 2. The apex angle of the prism is preferably 60 ° to 70 °, for example.
図２は、導光板２の構成を、反出光面２３側から見た斜視図である。導光板２は、出光面２２に配設された、各プリズムが第１角度の頂角を有する導光板出光面プリズム列（第１プリズム列）を備えている。また、導光板２は、図２では模式的にしか示されていないが、入光面２１に配設された、各プリズムが第２角度の頂角を有する導光板入光面プリズム列（第２プリズム列）を備えている。導光板入光面プリズム列の各プリズムの頂角は、例えば１３０°〜１７０°とするのがよく、導光板出光面プリズム列の各プリズムの頂角は、例えば１４０°〜１８０°とするのがよい。 FIG. 2 is a perspective view of the configuration of the light guide plate 2 viewed from the light exit surface 23 side. The light guide plate 2 includes a light guide plate light exit surface prism array (first prism array) disposed on the light output surface 22 and each prism having a first angle apex angle. Further, although the light guide plate 2 is only schematically shown in FIG. 2, the light guide plate light-receiving surface prism array (the first light guide plate) is arranged on the light incident surface 21 and each prism has a second angle apex angle. 2 prism rows). The apex angle of each prism in the light guide plate light incident surface prism row is preferably 130 ° to 170 °, for example, and the apex angle of each prism in the light guide plate light exit surface prism row is 140 ° to 180 °, for example. Is good.
また、図２に示されるように、導光板２は、反出光面２３上に配設された凸形状を有する凸構造体であるプリズム２３ａを備えている。ここでは、出光面２２からの出射光の輝度均一性が保たれるように、複数のプリズム２３ａが、適当な間隔で反出光面２３上に配列されている。 As shown in FIG. 2, the light guide plate 2 includes a prism 23 a that is a convex structure having a convex shape and disposed on the light exit surface 23. Here, a plurality of prisms 23a are arranged on the light exit surface 23 at appropriate intervals so that the luminance uniformity of the light emitted from the light exit surface 22 is maintained.
＜導光板及びプリズムの作用原理＞
次に、図３及び図４を用いて、導光板２及びプリズム２３ａの働きについて説明する。図３には、導光板２と同様に偏った厚みを有する透明な楔形状の導光体６と、導光体６の板厚の厚い方の側面より入射した光１ａの挙動を示す矢印とが示されている。図４には、導光体６と、導光体６の板厚の薄い方の側面より入射した光１ｂの挙動を示す矢印とが示されている。図３及び図４のいずれも、楔形状を形成する２つの面が作る角度をαとし、αを二等分する二等分線が水平方向（図３及び図４の一点鎖線の延在方向）と一致するように導光体６が配置されている。
<Operation principle of light guide plate and prism>
Next, functions of the light guide plate 2 and the prism 23a will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, a transparent wedge-shaped light guide 6 having a biased thickness similar to that of the light guide plate 2, and an arrow indicating the behavior of the light 1 a incident from the thicker side surface of the light guide 6 are shown. It is shown. FIG. 4 shows the light guide 6 and an arrow indicating the behavior of the light 1b incident from the side surface of the light guide 6 with the smaller plate thickness. 3 and 4, the angle formed by the two surfaces forming the wedge shape is α, and the bisector that bisects α is the horizontal direction (the extending direction of the one-dot chain line in FIGS. 3 and 4). ), The light guide 6 is disposed.
図３において、板厚の厚い側面に入射した光１ａは、楔形状を形成する２つの面で全反射されながら伝搬するが、当該２つの面に１回ずつ当たるごとに、水平方向に対して２αだけ傾斜が大きくなる。つまり、導光体６入射直後に水平方向と角θをなす方向で導光体６内を進む光１ａが上記２つの面で全反射されるごとに、当該光１ａの水平方向に対する角度が２αだけ増えることになる。そして、最終的には、光１ａの当該２つの面に対する角度が臨界角を超えた時点で、光１ａが導光体６外部へと放射される。 In FIG. 3, the light 1a incident on the thick side surface propagates while being totally reflected by the two surfaces forming the wedge shape, but each time it hits the two surfaces one time, The slope increases by 2α. That is, every time the light 1a traveling in the light guide 6 in a direction that forms an angle θ with the horizontal direction immediately after entering the light guide 6 is totally reflected by the two surfaces, the angle of the light 1a with respect to the horizontal direction is 2α. Will only increase. Finally, when the angle of the light 1a with respect to the two surfaces exceeds the critical angle, the light 1a is emitted to the outside of the light guide 6.
一方、図４において、板厚の薄い側面に入射した光１ｂは、楔形状を形成する２つの面で全反射されながら伝搬するが、当該２つの面に１回ずつ当たるごとに、水平方向に対して２αだけ水平方向に近づくように偏向される。つまり、導光体６入射直後に水平方向と角θをなす方向で導光体６内を進む光１ｂが上記２つの面で全反射されるごとに、当該光１ｂの水平方向に対する角度が２αだけ減ることになる。そして、最終的には、光１ｂと水平方向とがなす角度がα／２よりも小さくなり、光１ｂが、当該２つの面に当たらずに伝搬することになる。 On the other hand, in FIG. 4, the light 1 b incident on the side surface with the thin plate thickness propagates while being totally reflected by the two surfaces forming the wedge shape, but each time it hits the two surfaces, On the other hand, it is deflected so as to approach the horizontal direction by 2α. That is, every time the light 1b traveling through the light guide 6 in a direction that forms an angle θ with the horizontal direction immediately after entering the light guide 6 is totally reflected by the two surfaces, the angle of the light 1b with respect to the horizontal direction is 2α. Will only decrease. Finally, the angle formed between the light 1b and the horizontal direction becomes smaller than α / 2, and the light 1b propagates without hitting the two surfaces.
以上をまとめると、図３に示されるように、導光体６の上記２つの面の間隔が狭くなっていく方向に導光体６内を伝搬する光は、何回かの反射を経て、導光体６の面から放射されることになる。一方、図４に示されるように、導光体６の上記２つの面の間隔が広がっていく方向に導光体６内を伝搬する光は、何回かの反射を経て、上記二等分線にほぼ平行な方向、つまり水平方向にほぼ平行な方向に進行（偏向）することになる。 In summary, as shown in FIG. 3, the light propagating in the light guide 6 in the direction in which the distance between the two surfaces of the light guide 6 becomes narrower undergoes several reflections, The light is emitted from the surface of the light guide 6. On the other hand, as shown in FIG. 4, the light propagating in the light guide 6 in the direction in which the distance between the two surfaces of the light guide 6 is widened is subjected to several reflections and divided into the two equal parts. It travels (deflects) in a direction substantially parallel to the line, that is, in a direction substantially parallel to the horizontal direction.
＜プリズム２３ａの構造＞
図５は、導光板２の反出光面２３上に配設された上記プリズム２３ａの構成を示す斜視図である。図５のＸＹＺ軸は、図２のＸＹＺ軸と同じ方向を示している。なお、図５では、図２のプリズム２３ａの長手方向を縮めて図示している。図５のプリズム２３ａは、４つの面（面２３ａ１，２３ａ２，２３ａ３，２３ａ４）を有している。光源１側（−Ｙ側）の面２３ａ１は、反出光面２３に対してほぼ垂直に形成されている。
<Structure of prism 23a>
FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the prism 23 a disposed on the light exit surface 23 of the light guide plate 2. The XYZ axes in FIG. 5 indicate the same direction as the XYZ axes in FIG. In FIG. 5, the longitudinal direction of the prism 23a of FIG. The prism 23a in FIG. 5 has four surfaces (surfaces 23a1, 23a2, 23a3, and 23a4). The light source 1 side (−Y side) surface 23 a 1 is formed substantially perpendicular to the light exit surface 23.
面２３ａ２は、光源１の主光線軸方向（光源１の主光線軸の方向）に沿って光源１から遠ざかるにつれて（＋Ｙ方向に進むにつれて）、反出光面２３に近づくように形成されている。すなわち、光源１の主光線軸方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの突出方向（Ｚ方向に対応）の長さは小さくなる。 The surface 23a2 is formed so as to come closer to the light exiting surface 23 as it moves away from the light source 1 along the principal ray axis direction of the light source 1 (direction of the principal ray axis of the light source 1) (as it proceeds in the + Y direction). That is, the length of the projection direction of the prism 23a (corresponding to the Z direction) decreases as the distance from the light source 1 increases along the principal ray axis direction of the light source 1.
面２３ａ３及び面２３ａ４は、光源１の主光線軸方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて（＋Ｙ方向に進むにつれて）、互いの間隔が広がるように形成されている。すなわち、光源１の主光線軸方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの幅方向（Ｘ方向に対応）の長さは大きくなる。なお、本実施の形態１では、面２３ａ３及び面２３ａ４も、面２３ａ１と同様に反出光面２３に対してほぼ垂直に形成されている。 The surface 23a3 and the surface 23a4 are formed such that the distance from each other increases as the distance from the light source 1 increases (in the + Y direction) along the principal ray axis direction of the light source 1. That is, the length of the prism 23a in the width direction (corresponding to the X direction) increases with distance from the light source 1 along the principal ray axis direction of the light source 1. In the first embodiment, the surface 23a3 and the surface 23a4 are also formed substantially perpendicular to the light exit surface 23, like the surface 23a1.
前述の楔形状の導光体６内における光の伝搬の性質より、面２３ａ２は、＋Ｙ方向に進む光に対してＺ方向成分を大きくするように働き、面２３ａ３及び面２３ａ４は、＋Ｙ方向に進む光に対してＸ方向成分を小さくするように働く。つまり、導光板２を伝搬している間に、一部の光は面２３ａ３または面２３ａ４で反射され、主光線軸に垂直な面内（図のＸＺ平面に相当）における光の広がりは徐々に小さくなり、主光線軸方向へ揃えられることになる。このようにして、主光線軸に揃えられた光は、導光板２から逆プリズムシート４を透過しても、その広がり角度を維持したまま、ほぼ正面方向（−Ｚ方向）に出射される。 Due to the property of light propagation in the wedge-shaped light guide 6 described above, the surface 23a2 works to increase the Z-direction component for light traveling in the + Y direction, and the surface 23a3 and the surface 23a4 are in the + Y direction. It works to reduce the X-direction component for the traveling light. That is, while propagating through the light guide plate 2, a part of the light is reflected by the surface 23a3 or the surface 23a4, and the spread of the light in the plane perpendicular to the principal ray axis (corresponding to the XZ plane in the figure) gradually increases. It becomes smaller and aligned in the principal ray axis direction. In this way, even if the light aligned with the principal ray axis passes through the reverse prism sheet 4 from the light guide plate 2, it is emitted substantially in the front direction (−Z direction) while maintaining the spreading angle.
なお、図５には、光源１側（−Ｙ側）のプリズム２３ａのＸ方向の幅Ｗ１、光源１と逆側（＋Ｙ側）のプリズム２３ａのＸ方向の幅Ｗ２、プリズム２３ａの主光線軸方向（Ｙ方向）の長さＬ、プリズム２３ａの高さ（突出方向の長さ）Ｈが示されている。ここで、Ｌ＝１０を基準とした場合、プリズム２３ａの形状としては、０＜Ｗ１＜Ｗ２≦１、かつ、０＜Ｈ≦１とすることが望ましい。Ｌの大きさは、例えば０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲で、できるだけ加工個数を少なく、かつモアレなどの輝度むらを発生させない大きさを選択すればよい。 FIG. 5 shows the width W1 in the X direction of the prism 23a on the light source 1 side (−Y side), the width W2 in the X direction on the prism 23a opposite to the light source 1 (+ Y side), and the principal ray axis of the prism 23a. The length L in the direction (Y direction) and the height (length in the protruding direction) H of the prism 23a are shown. Here, when L = 10 is used as a reference, the shape of the prism 23a is preferably 0 <W1 <W2 ≦ 1 and 0 <H ≦ 1. The size of L may be selected, for example, within a range of 0.1 mm to 5 mm, with the number of processed pieces being as small as possible and a size that does not cause uneven brightness such as moire.
＜導光板入光面プリズム列の作用＞
図６は、導光板２の反出光面２３側から見た、導光板２の入光面２１近傍の構成を示す拡大図である。
<Operation of light guide plate light incident surface prism array>
FIG. 6 is an enlarged view showing a configuration in the vicinity of the light incident surface 21 of the light guide plate 2 as viewed from the side of the light exit surface 23 of the light guide plate 2.
上述したように、入光面２１には、導光板入光面プリズム列が形成されている。図６では、導光板入光面プリズム列のプリズム面２１１，２１２に垂直である垂直方向が、実線矢印で示されている。以下、主光線軸方向（＋Ｙ方向）と鋭角をなす当該垂直方向２１３を「入光面垂直方向」と記す。 As described above, the light incident surface 21 is formed with a light guide plate light incident surface prism array. In FIG. 6, the vertical direction perpendicular to the prism surfaces 211 and 212 of the light guide plate light incident surface prism row is indicated by solid arrows. Hereinafter, the vertical direction 213 that forms an acute angle with the principal ray axis direction (+ Y direction) is referred to as a “light incident surface vertical direction”.
入光面垂直方向２１３としては、プリズムの凹部に対して左側のプリズム面２１１に対する入光面垂直方向２１３と、プリズムの凹部に対して右側のプリズム面２１２に対する入光面垂直方向２１３という２種類の方向が存在する。 There are two types of the light incident surface vertical direction 213: a light incident surface vertical direction 213 with respect to the prism surface 211 on the left side with respect to the concave portion of the prism and a light incident surface vertical direction 213 with respect to the prism surface 212 on the right side with respect to the concave portion of the prism. There is a direction.
図６には、導光板２内に入射した直後の光の最大広がり角が破線矢印で示されている。プリズム面から入射した直後の光の片側の広がりを角θｉｎとすると、各プリズム面２１１，２１２から入射した直後の光の最大広がり角は２θｉｎである。 In FIG. 6, the maximum spread angle of light immediately after entering the light guide plate 2 is indicated by a broken line arrow. When the spread on one side of light immediately after entering from the prism surface is an angle θ in , the maximum spread angle of light immediately after entering from each prism surface 211, 212 is 2θ in .
入光面２１に設けたプリズムの底角をβとし、入光面垂直方向２１３を基準にして時計回りの角度をプラス、反時計回りの角度をマイナスに取ると、左側のプリズム面２１１から入射した直後の光の広がり角はθｉｎ＋βから−θｉｎ＋βまでの範囲となり、右側のプリズム面２１２から入射した直後の光の広がり角はθｉｎ−βから−θｉｎ−βまでの範囲となる。 When the base angle of the prism provided on the light incident surface 21 is β, the clockwise angle is positive with respect to the light incident surface vertical direction 213, and the counterclockwise angle is negative, the light enters from the left prism surface 211. The light divergence angle immediately after being in the range from θ in + β to −θ in + β, and the light divergence angle immediately after entering from the right prism surface 212 is in the range from θ in −β to −θ in −β. Become.
したがって、入光面２１に導光板入光面プリズム列を設けることにより、入光面２１に入射した直後の光の広がり角は、θｉｎ＋βから−θｉｎ−βまでの範囲となり、プリズムがない場合に比べて広がり角が２β程度大きくなる。 Therefore, by providing the light guide plate incident surface prism array on the incident surface 21, the spread angle of the light immediately after entering the incident surface 21 is in the range from θ in + β to −θ in −β, and the prism is The divergence angle is increased by about 2β as compared with the case without the above.
このように導光板入光面プリズム列によって進行方向がＸ方向に広がった光は、反出光面２３のプリズム２３ａなどで反射される。Ｘ方向に広がった光は、上述したように、図５に示す面２３ａ２，２３ａ３によって、主光線軸方向にある程度偏向されるが、出光面２２から出射される光は、導光板入光面プリズム列によってＸ方向に広げられた影響が反映されることになる。 Thus, the light whose traveling direction spreads in the X direction by the light guide plate light incident surface prism array is reflected by the prism 23 a of the light exit surface 23 and the like. As described above, the light spread in the X direction is deflected to some extent in the principal ray axis direction by the surfaces 23a2 and 23a3 shown in FIG. 5, but the light emitted from the light exit surface 22 is light guide plate incident surface prism. The influence spread in the X direction by the column is reflected.
＜関連する面光源装置との比較＞
以上のような構造を持つ導光板を備える本実施の形態１に係る面光源装置から出射される光の広がり角度を、それと関連する面光源装置（以下「関連面光源装置」と記す）と比較して説明する。
<Comparison with related surface light source devices>
The spread angle of the light emitted from the surface light source device according to the first embodiment provided with the light guide plate having the structure as described above is compared with the surface light source device related thereto (hereinafter referred to as “related surface light source device”). To explain.
比較に用いるモデルとして、光源１に、日亜化学ＮＳＳＷ１５７（３ｍｍ×１．５ｍｍ×０．５２ｍｍ）の点光源を用い、導光板２に、点光源の配列に沿った方向に幅２００ｍｍ、光の主光線軸方向に奥行き１１５ｍｍ、入光面２１から離れるにつれて厚さ１．５ｍｍから０．５ｍｍへと厚さが薄くなる導光板を用いた。 As a model used for comparison, a Nichia NSSW157 (3 mm × 1.5 mm × 0.52 mm) point light source is used as the light source 1, and the light guide plate 2 has a width of 200 mm in the direction along the array of point light sources, A light guide plate having a depth of 115 mm in the principal ray axis direction and a thickness that decreases from 1.5 mm to 0.5 mm as the distance from the light incident surface 21 decreases was used.
本実施の形態１に係る面光源装置の導光板２では、導光板出光面プリズム列のプリズムの頂角を１７０°とし、導光板入光面プリズム列のプリズムの頂角を１４０°（β＝２０°）とした。また、反出光面２３側のプリズム２３ａの形状は、Ｗ１＝０．３、Ｗ２＝０．８、Ｈ＝０．２とした。 In the light guide plate 2 of the surface light source device according to the first embodiment, the apex angle of the prisms of the light guide plate light exit surface prism row is 170 °, and the apex angles of the prisms of the light guide plate light entrance surface prism row is 140 ° (β = 20 °). The shapes of the prisms 23a on the side of the light exit surface 23 are W1 = 0.3, W2 = 0.8, and H = 0.2.
一方、関連面光源装置の導光板では、導光板出光面プリズム列のプリズムの頂角を１７０°とし、導光板入光面プリズム列のプリズムの頂角を１８０°とし、反出光面側には半球状のシボパターンを配設した。 On the other hand, in the light guide plate of the related surface light source device, the apex angle of the light guide plate light exit surface prism row is set to 170 °, the apex angle of the light guide plate light entrance surface prism row prism is set to 180 °, A hemispherical wrinkle pattern was provided.
図７は、本実施の形態１に係る面光源装置から出射される配光分布を示す図であり、図８は、関連面光源装置から出射される配光分布を示す図である。配光分布図は、輝度が高い領域から低い領域に向かうにつれて白色から灰色を経て黒色となるように色分けしている。 FIG. 7 is a diagram showing a light distribution distributed from the surface light source device according to Embodiment 1, and FIG. 8 is a diagram showing a light distribution distributed from the related surface light source device. The light distribution map is color-coded from white to gray through black as it goes from a high luminance region to a low region.
図７及び図８の四角い点線は、要求される光の配光角度範囲、具体的には上下方向（図１などのＹ方向に対応）において−１０°から＋２０°までの範囲のうち、左右方向（図１などのＸ方向に対応）において−５０°から＋５０°までの範囲を表わす。この範囲においては輝度が所望の値を超えることが要求されている。図７及び図８のいずれにおいても、概ね、正面の輝度が高く、上下方向（Ｙ方向）の幅が狭く、左右方向（Ｘ方向）の幅が広い配光分布が図示されている。 The square dotted lines in FIGS. 7 and 8 indicate the required light distribution angle range, specifically, the left and right of the range from −10 ° to + 20 ° in the vertical direction (corresponding to the Y direction in FIG. 1 and the like). This represents a range from −50 ° to + 50 ° in the direction (corresponding to the X direction in FIG. 1 and the like). In this range, the luminance is required to exceed a desired value. In both FIG. 7 and FIG. 8, a light distribution is generally shown in which the front brightness is high, the width in the vertical direction (Y direction) is narrow, and the width in the horizontal direction (X direction) is wide.
図９は、図７及び図８の点線で示すＡ−Ａ’方向（上下方向＋２０°に沿った左右方向）の輝度プロファイルを示す図である。本実施の形態１に係る面光源装置（太線）は、関連面光源装置（細線）に比べて、輝度が高い値でフラットになる角度範囲が広く、例えば±５０°の範囲をカバーできていることがわかる。 FIG. 9 is a diagram illustrating a luminance profile in the A-A ′ direction (vertical direction + horizontal direction along 20 °) indicated by a dotted line in FIGS. 7 and 8. The surface light source device (thick line) according to the first embodiment has a wider angle range where the brightness is flatter than the related surface light source device (thin line), and can cover a range of, for example, ± 50 °. I understand that.
図１０は、図７及び図８の配光分布図のＢ−Ｂ’方向（左右方向０°に沿った上下方向）の輝度プロファイルである。本実施の形態１に係る面光源装置（太線）の輝度は、関連面光源装置（細線）とほぼ同じ範囲まで広がっているが、関連面光源装置（細線）の輝度よりも正面付近（図１０の０°付近）において高くなっていることがわかる。 FIG. 10 is a luminance profile in the B-B ′ direction (vertical direction along 0 ° in the left-right direction) in the light distribution diagrams of FIGS. 7 and 8. The luminance of the surface light source device (thick line) according to the first embodiment extends to substantially the same range as that of the related surface light source device (thin line), but is closer to the front than the luminance of the related surface light source device (thin line) (FIG. 10). It can be seen that the value is higher at around 0 °.
＜実施の形態１のまとめ＞
以上のような本実施の形態１に係る面光源装置及びそれを備える表示装置によれば、導光板２の入光面２１に導光板入光面プリズム列が配設されている。これにより、導光板２に入射された直後の光の広がり角を大きくすることができるので、導光板２の出射光の左右方向の広がりを広げることができる。また、プリズム２３ａの作用により、導光板２の出射光の上下方向の広がりを狭くすることができる。以上の結果として、左右方向の視野角を広く、上下方向の視野角を狭くすることができる。なお、本実施の形態１に係る面光源装置をその面内で９０°回転すれば、上下方向の視野角を広く、左右方向の視野角を狭くすることができる。
<Summary of Embodiment 1>
According to the surface light source device and the display device including the surface light source device according to the first embodiment as described above, the light guide plate light incident surface prism row is disposed on the light incident surface 21 of the light guide plate 2. Thereby, since the spread angle of the light immediately after entering the light guide plate 2 can be increased, the spread in the left-right direction of the emitted light from the light guide plate 2 can be widened. Further, the vertical spread of the light emitted from the light guide plate 2 can be narrowed by the action of the prism 23a. As a result, the viewing angle in the left-right direction can be widened and the viewing angle in the up-down direction can be narrowed. Note that if the surface light source device according to the first embodiment is rotated by 90 ° in the plane, the vertical viewing angle can be widened and the horizontal viewing angle can be narrowed.
また、本実施の形態１では、光源１の主光線軸の方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、導光板２の出光面２２と反出光面２３との間の長さは小さくなっている。このような構成によれば、入射光を有効に利用することができる。また、光がプリズム２３ａ以外に当たった場合であっても当該光を小さな角度で偏向することができるので、導光板２から出射する光の出射角を、臨界角を少し超える程度の角度にすることができる。この結果、導光板２の出射光の上下方向の広がりを狭くする効果を高めることができる。なお、以上では、導光板に、図３のような楔形状の導光板２を適用した構成について説明したが、必ずしもこれに限ったものではない。例えば、導光板に、平板形状の導光板（光源１の主光線軸の方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、導光板２の出光面２２と反出光面２３との間の長さが同じ導光板）を適用した構成であっても、左右方向の視野角を広く、上下方向の視野角を狭くする効果をある程度得ることはできる。 In the first embodiment, the distance between the light exit surface 22 and the light exit surface 23 of the light guide plate 2 decreases as the distance from the light source 1 increases along the principal ray axis direction of the light source 1. According to such a configuration, incident light can be used effectively. In addition, even when the light strikes other than the prism 23a, the light can be deflected at a small angle, so that the emission angle of the light emitted from the light guide plate 2 is set to an angle that slightly exceeds the critical angle. be able to. As a result, the effect of narrowing the spread in the vertical direction of the emitted light from the light guide plate 2 can be enhanced. In addition, although the structure which applied the wedge-shaped light guide plate 2 like FIG. 3 to the light guide plate was demonstrated above, it does not necessarily restrict to this. For example, a light guide plate having a flat shape (the length between the light exit surface 22 and the light exit surface 23 of the light guide plate 2 is the same as the distance from the light source 1 along the direction of the principal ray axis of the light source 1). Even in the configuration to which the optical plate is applied, the effect of widening the viewing angle in the horizontal direction and narrowing the viewing angle in the vertical direction can be obtained to some extent.
＜実施の形態２＞
図１１は、本発明の実施の形態２に係る面光源装置が備える導光板２の構成を、反出光面２３側から見た斜視図である。以下、本実施の形態２に係る面光源装置のうち、実施の形態１と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
<Embodiment 2>
FIG. 11 is a perspective view of the configuration of the light guide plate 2 provided in the surface light source device according to Embodiment 2 of the present invention, viewed from the light exit surface 23 side. Hereinafter, in the surface light source device according to the second embodiment, the same or similar components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different components are mainly described.
図１１の導光板２は、実施の形態１と同じく、入光面２１及び出光面２２に導光板入光面プリズム列及び導光板出光面プリズム列がそれぞれ配設されている。 In the light guide plate 2 of FIG. 11, similarly to the first embodiment, the light incident surface 21 and the light exit surface 22 are provided with a light guide plate light incident surface prism row and a light guide plate light exit surface prism row, respectively.
反出光面２３上に配設された凸形状のプリズム２３ａは、実施の形態１と異なり、光源１の主光線軸方向（Ｙ方向）に対して傾斜して配設されており、出射光の輝度均一性を保つように適当な間隔で配列されている。 Unlike the first embodiment, the convex prism 23 a disposed on the light exit surface 23 is disposed to be inclined with respect to the principal ray axis direction (Y direction) of the light source 1, and They are arranged at appropriate intervals so as to maintain luminance uniformity.
次に本実施の形態２に係る凸形状のプリズム２３ａの構造について説明する。図１２は本実施の形態２に係る導光板２の反出光面２３側から見た、導光板２の入光面２１近傍の構成を示す拡大図である。図１２に示すように、本実施の形態２では、プリズム２３ａは、光源１の主光線軸方向の代わりに、入光面垂直方向２１３に沿って配設されている。 Next, the structure of the convex prism 23a according to the second embodiment will be described. FIG. 12 is an enlarged view showing a configuration in the vicinity of the light incident surface 21 of the light guide plate 2 as viewed from the side of the light exit surface 23 of the light guide plate 2 according to the second embodiment. As shown in FIG. 12, in the second embodiment, the prism 23 a is arranged along the light incident surface vertical direction 213 instead of the principal ray axis direction of the light source 1.
つまり、入光面垂直方向２１３に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの突出方向の長さは小さくなっている。また、入光面垂直方向２１３に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの幅方向の長さは大きくなっている。なお、本実施の形態２では、プリズム２３ａは、その中心線が入光面垂直方向２１３とほぼ一致するように配設されており、入光面垂直方向２１３に対して左右対称となっている。 That is, the length in the protruding direction of the prism 23a decreases as the distance from the light source 1 increases along the light incident surface vertical direction 213. Further, the length of the prism 23a in the width direction increases as the distance from the light source 1 increases along the light incident surface vertical direction 213. In the second embodiment, the prism 23a is disposed so that the center line thereof substantially coincides with the light incident surface vertical direction 213, and is symmetric with respect to the light incident surface vertical direction 213. .
上述したように、面２３ａ２により反射された光は、最終的には導光板２の出光面２２から出射される。また、面２３ａ３，２３ａ４により反射された光は、最終的には入光面垂直方向２１３に沿うように偏向される。つまり、導光板２に入射された光は、その進行方向がプリズム２３ａの中心線に沿うように面２３ａ３，２３ａ４によって調整されながら、面２３ａ２によって出光面２２から出射される。 As described above, the light reflected by the surface 23 a 2 is finally emitted from the light exit surface 22 of the light guide plate 2. Further, the light reflected by the surfaces 23a3 and 23a4 is finally deflected along the light incident surface vertical direction 213. That is, the light incident on the light guide plate 2 is emitted from the light exit surface 22 by the surface 23a2 while the traveling direction thereof is adjusted by the surfaces 23a3 and 23a4 so as to be along the center line of the prism 23a.
図１３は、本実施の形態２に係る面光源装置について、図９と同様に上下方向（Ｙ方向）＋２０°に沿った左右方向（Ｘ方向）の輝度プロファイルを示す図である。ここでは、本実施の形態２に係る面光源装置（図１３の太線）と、実施の形態１に係る面光源装置（図１３の細線）とに関して、当該輝度プロファイルを比較した。なお、図１３では縦軸を実施の形態１に係る面光源装置の角度０°に対する輝度で規格化している。また、比較に用いるモデルとして、本実施の形態２に係る面光源装置の導光板２では、導光板出光面プリズム列のプリズムの頂角を１７０°とし、導光板入光面プリズム列のプリズムの頂角を１４０°（β＝２０°）とした。反出光面２３側のプリズム２３ａの形状は、Ｗ１＝０．３、Ｗ２＝１．０、Ｈ＝０．２とし、実施の形態２は、実施の形態１よりもプリズム２３ａのＷ２／Ｗ１の寸法比を大きくした。 FIG. 13 is a diagram showing a luminance profile in the horizontal direction (X direction) along the vertical direction (Y direction) + 20 °, similarly to FIG. 9, for the surface light source device according to Embodiment 2. Here, the luminance profiles were compared for the surface light source device according to the second embodiment (thick line in FIG. 13) and the surface light source device according to the first embodiment (thin line in FIG. 13). In FIG. 13, the vertical axis is normalized by the luminance with respect to the angle 0 ° of the surface light source device according to the first embodiment. As a model used for comparison, in the light guide plate 2 of the surface light source device according to the second embodiment, the apex angle of the prism of the light guide plate exit surface prism array is 170 °, and the prism of the light guide plate entrance surface prism array The apex angle was 140 ° (β = 20 °). The shape of the prism 23a on the side of the light exit surface 23 is W1 = 0.3, W2 = 1.0, and H = 0.2. In the second embodiment, the W2 / W1 of the prism 23a is higher than that in the first embodiment. The size ratio was increased.
＜実施の形態２のまとめ＞
本実施の形態２に係る面光源装置では、光は導光板２から出射するまでに、プリズム２３ａにより入光面垂直方向２１３に沿って偏向される。これにより、左右方向に広がりが強められた光を導光板２から出射することができる。
<Summary of Embodiment 2>
In the surface light source device according to the second embodiment, the light is deflected along the light incident surface vertical direction 213 by the prism 23 a before being emitted from the light guide plate 2. Thereby, the light whose spread in the left-right direction is strengthened can be emitted from the light guide plate 2.
＜変形例１＞
光源１の主光線軸方向と鋭角をなすとともに導光板入光面プリズム列のプリズム面に垂直である入光面垂直方向２１３に向かって、光源１の主光線軸方向を０°よりも大きく当該鋭角以下までの任意の角度（０°も含む）で回転させた場合に得られる方向を、基準方向（予め定められた方向）として規定する。この場合に、プリズム２３ａは、この基準方向に沿って配設されるように構成してもよい。つまり、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの突出方向の長さが小さくなり、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ａの幅方向の長さが大きくなるように構成してもよい。
<Modification 1>
The principal ray axis direction of the light source 1 is larger than 0 ° toward the light incident surface vertical direction 213 that forms an acute angle with the principal ray axis direction of the light source 1 and is perpendicular to the prism surface of the light guide plate light incident surface prism row. A direction obtained when rotating at an arbitrary angle (including 0 °) up to an acute angle or less is defined as a reference direction (a predetermined direction). In this case, the prism 23a may be configured to be disposed along this reference direction. That is, the length in the protruding direction of the prism 23a decreases as the distance from the light source 1 increases along the reference direction, and the length in the width direction of the prism 23a increases as the distance from the light source 1 increases along the reference direction. May be.
基準方向が入光面垂直方向２１３と同じである場合には、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。基準方向が光源１の主光線軸方向と入光面垂直方向２１３との間にある場合には、実施の形態２よりも出射光の左右方向の視野角を広げることはできない可能性はあるが、実施の形態１よりも広げることができる。 When the reference direction is the same as the light incident surface vertical direction 213, the same effect as in the second embodiment can be obtained. When the reference direction is between the principal ray axis direction of the light source 1 and the light incident surface vertical direction 213, it is possible that the viewing angle in the left-right direction of the emitted light cannot be expanded as compared with the second embodiment. This can be expanded more than in the first embodiment.
＜実施の形態３＞
実施の形態１では導光板２の反出光面２３上に凸形状のプリズム２３ａが配設された。しかしながら、以下で説明する本発明の実施の形態３に係る面光源装置のように、凹形状のプリズムが配設されても、上述と同様の効果を得ることができる。
<Embodiment 3>
In the first embodiment, the convex prism 23 a is disposed on the light exit surface 23 of the light guide plate 2. However, even when a concave prism is provided as in the surface light source device according to Embodiment 3 of the present invention described below, the same effect as described above can be obtained.
図１４は、本実施の形態３に係る導光板２の反出光面２３上に配設された、凹形状の凹構造体であるプリズム２３ｂの構成を示す斜視図である。以下、本実施の形態３に係る面光源装置のうち、上述と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。 FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a prism 23b, which is a concave-shaped concave structure, disposed on the light exit surface 23 of the light guide plate 2 according to the third embodiment. Hereinafter, in the surface light source device according to Embodiment 3, the same or similar components as those described above are denoted by the same reference numerals, and different components are mainly described.
また、基準方向は、光源１の主光線軸方向であるものとして以下説明する。ただし、基準方向は、これに限ったものではなく、上述したように入光面垂直方向２１３に向かって、光源１の主光線軸方向を鋭角以下の角度で回転させた場合に得られる方向であればよい。 The reference direction will be described below assuming that it is the principal ray axis direction of the light source 1. However, the reference direction is not limited to this, and is a direction obtained when the principal ray axis direction of the light source 1 is rotated at an acute angle or less toward the light incident surface vertical direction 213 as described above. I just need it.
プリズム２３ｂは、プリズム２３ａと同様に、４つの面（面２３ｂ１，２３ｂ２，２３ｂ３，２３ｂ４）を有している。光源１と逆側（＋Ｙ側）の面２３ｂ１は、反出光面２３に対してほぼ垂直に形成されている。 The prism 23b has four surfaces (surfaces 23b1, 23b2, 23b3, and 23b4) similarly to the prism 23a. The surface 23 b 1 opposite to the light source 1 (+ Y side) is formed substantially perpendicular to the light exit surface 23.
面２３ｂ２は、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて（＋Ｙ方向に進むにつれて）、反出光面２３から遠ざかるように形成されている。すなわち、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ｂの陥没方向（Ｚ方向に対応）の長さは大きくなる。 The surface 23b2 is formed so as to move away from the light exit surface 23 as it moves away from the light source 1 along the reference direction (goes in the + Y direction). That is, as the distance from the light source 1 increases along the reference direction, the length of the prism 23b in the depressed direction (corresponding to the Z direction) increases.
面２３ｂ３及び面２３ｂ４は、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて（＋Ｙ方向に進むにつれて）、互いの間隔が狭まるように形成されている。すなわち、基準方向に沿って光源１から遠ざかるにつれて、プリズム２３ｂの幅方向（Ｘ方向に対応）の長さは小さくなる。なお、本実施の形態３では、面２３ｂ３及び面２３ｂ４も、面２３ｂ１と同様に反出光面２３に対してほぼ垂直に形成されている。 The surface 23b3 and the surface 23b4 are formed so that the distance from each other decreases as the distance from the light source 1 increases along the reference direction (in the + Y direction). That is, the length of the prism 23b in the width direction (corresponding to the X direction) decreases as the distance from the light source 1 increases along the reference direction. In the third embodiment, the surface 23b3 and the surface 23b4 are also formed substantially perpendicular to the light exiting surface 23, like the surface 23b1.
＜実施の形態３のまとめ＞
以上のような本実施の形態３に係る面光源装置においても、実施の形態１及び実施の形態２と同様の効果を得ることができる。なお、実施の形態１及び実施の形態２に係る凸形状のプリズム２３ａと、本実施の形態３に係る凹形状のプリズム２３ｂとの両方を備える面光源装置であっても、上記と同様の効果を得ることができる。
<Summary of Embodiment 3>
Also in the surface light source device according to the third embodiment as described above, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained. Note that, even in a surface light source device that includes both the convex prism 23a according to the first and second embodiments and the concave prism 23b according to the third embodiment, the same effects as described above. Can be obtained.
＜実施の形態４＞
実施の形態２では導光板２のプリズム２３ａは、反出光面２３側から見て、基準方向である入光面垂直方向２１３に対し左右対称であった。しかしながら、以下で説明する本発明の実施の形態４に係る面光源装置のように、プリズム２３ａ（プリズム２３ｂ）は、上述のＷ１、Ｗ２、Ｈの選択範囲内であれば、反出光面２３側から見て、基準方向に対し左右非対称であってもよい。
<Embodiment 4>
In the second embodiment, the prism 23a of the light guide plate 2 is bilaterally symmetric with respect to the light incident surface vertical direction 213, which is the reference direction, when viewed from the light exit surface 23 side. However, as in the surface light source device according to Embodiment 4 of the present invention described below, the prism 23a (prism 23b) is within the selection range of W1, W2, and H described above, and is on the reflecting surface 23 side. From the viewpoint, it may be asymmetrical with respect to the reference direction.
図１５は、本実施の形態４に係る導光板２の反出光面２３側から見た、導光板２の入光面２１近傍の構成を示す拡大図である。以下、本実施の形態４に係る面光源装置のうち、上述と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。 FIG. 15 is an enlarged view showing a configuration in the vicinity of the light incident surface 21 of the light guide plate 2 as viewed from the side of the light exit surface 23 of the light guide plate 2 according to the fourth embodiment. Hereinafter, in the surface light source device according to Embodiment 4, the same or similar components as those described above are denoted by the same reference numerals, and different components are mainly described.
プリズム面２１１の入光面垂直方向２１３に沿ったプリズム２３ａの配列のうち、入光面２１に最も近いプリズム２３ａａでは、当該入光面垂直方向２１３に対して左側部分が右側部分よりも大きい形状をしている。一方、当該配列のうち、プリズム２３ａａから一つ下流側のプリズム２３ａｂでは、当該入光面垂直方向２１３に対して右側部分が左側部分よりも大きい形状をしている。 Of the arrangement of the prisms 23a along the light incident surface vertical direction 213 of the prism surface 211, the prism 23aa closest to the light incident surface 21 has a shape in which the left side portion is larger than the right side portion with respect to the light incident surface vertical direction 213. I am doing. On the other hand, in the prism 23ab that is one downstream side of the prism 23aa in the arrangement, the right side portion has a shape larger than the left side portion with respect to the light incident surface vertical direction 213.
また、プリズム面２１２の入光面垂直方向２１３に沿ったプリズム２３ａの配列のうち、入光面２１に最も近いプリズム２３ａｃでは、当該入光面垂直方向２１３に対して右側部分が左側部分よりも大きい形状をしている。一方、当該配列のうち、プリズム２３ａｃから一つ下流側のプリズム２３ａｄでは、当該入光面垂直方向２１３に対して左側部分が右側部分よりも大きい形状をしている。 Further, in the prism 23ac closest to the light incident surface 21 in the arrangement of the prisms 23a along the light incident surface vertical direction 213 of the prism surface 212, the right side portion with respect to the light incident surface vertical direction 213 is more than the left side portion. It has a large shape. On the other hand, in the arrangement, the prism 23ad on the downstream side of the prism 23ac has a left-side portion larger than the right-side portion with respect to the light incident surface vertical direction 213.
図１５のように、左側部分が大きいプリズム２３ａと、右側部分が大きいプリズム２３ａとが、上流から下流に向けて交互に配置された構成によれば、これらの平均的な配光を持った光を得ることができる。また、プリズム２３ａの配列をある程度不揃いにすることにより、表示上のモアレ模様を視認されにくくすることができる。 As shown in FIG. 15, according to the configuration in which the prism 23a having a large left portion and the prism 23a having a large right portion are alternately arranged from upstream to downstream, the light having the average light distribution is obtained. Can be obtained. Further, by making the arrangement of the prisms 23a uneven to some extent, it is possible to make the moiré pattern on the display less visible.
なお、図１５の例では、２種類のプリズム２３ａ（左側部分が大きいプリズム２３ａ、及び、右側部分が大きいプリズム２３ａ）を図示したが、３種類以上のプリズム２３ａを偏りなく配列させてもよい。 In the example of FIG. 15, two types of prisms 23a (a prism 23a having a large left portion and a prism 23a having a large right portion) are illustrated, but three or more types of prisms 23a may be arranged without deviation.
ここで、複数のプリズム２３ａを密に配列させる場合、図１６のように、正方配列としてもよいが、プリズム２３ａの大きさやプリズム２３ａの配置間隔によっては上述のモアレ模様が視認されやすくなる場合がある。 Here, when the plurality of prisms 23a are densely arranged, a square arrangement may be used as shown in FIG. 16, but the above moire pattern may be easily recognized depending on the size of the prisms 23a and the arrangement interval of the prisms 23a. is there.
そこで、複数のプリズム２３ａの配列のうち隣り合う二列が、反出光面２３側から見て、当該二列の中心線に対し左右非対称であってもよい。例えば、図１７のように左右方向に４列に並べられたプリズム２３ａのうち、左から第１列目及び第３列目のプリズム２３ａに対して、左から第２列目及び第４列目のプリズム２３ａをずらして配置してもよい。このように構成した場合には、図１５の構成と同様に、平均的な配光を持った光を得ることができるとともに、表示上のモアレ模様を視認されにくくすることができる。また例えば、図１８のように、それぞれが基準方向に対し左右非対称の形状を有するプリズム２３ａに、図１７のような配置を適用した構成によれば、表示上のモアレ模様をさらに視認されにくくすることができる。 Therefore, two adjacent rows in the arrangement of the plurality of prisms 23a may be asymmetrical with respect to the center lines of the two rows when viewed from the light exit surface 23 side. For example, among the prisms 23a arranged in four rows in the left-right direction as shown in FIG. 17, the second row and the fourth row from the left with respect to the prisms 23a in the first row and the third row from the left. The prisms 23a may be shifted and arranged. When configured in this manner, similarly to the configuration of FIG. 15, it is possible to obtain light having an average light distribution and to make it difficult to visually recognize the moire pattern on the display. Further, for example, as shown in FIG. 18, according to the configuration in which the arrangement as shown in FIG. 17 is applied to the prisms 23a each having an asymmetric shape with respect to the reference direction, the moiré pattern on the display is further prevented from being visually recognized. be able to.
また、全てのプリズム２３ａ（全てのプリズム２３ｂ）の基準方向には、一つの方向が適用されてもよく、互いに異なる複数の方向が適用されてもよい。図１９は、主となる基準方向（点線）に対し、それと回転角度が異なる基準方向である副基準方向（一点鎖線）を規定した構成を示す図である。図１８で示した基準方向に対し左右非対称の形状を有するばかりでなく、ハッチングが付された、左列の中央段のプリズム２３ａ及び右列の最上段のプリズム列２３ａのように、副基準方向に従うプリズム２３ａをランダムに配設してもよい。つまり、ハッチングが付されたプリズム２３ａの基準方向と、ハッチングが付されていないプリズム２３ａの副基準方向とが異なってもよい。このように基準方向に対する左右のずれと、基準方向と副基準方向との間の回転方向のずれとを組み合わせることにより、さらにモアレ模様が抑制された面光源装置を実現することができる。 Moreover, one direction may be applied to the reference directions of all the prisms 23a (all the prisms 23b), and a plurality of different directions may be applied. FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration in which a sub-reference direction (one-dot chain line) that is a reference direction having a rotation angle different from that of the main reference direction (dotted line) is defined. In addition to the left-right asymmetric shape with respect to the reference direction shown in FIG. 18, the sub-reference direction, such as the leftmost central row of prisms 23 a and the rightmost top row of prisms 23 a, are hatched. The prisms 23a according to the above may be randomly arranged. That is, the reference direction of the prism 23a with hatching may be different from the sub-reference direction of the prism 23a with no hatching. In this way, a surface light source device in which a moire pattern is further suppressed can be realized by combining the left-right shift with respect to the reference direction and the shift in the rotation direction between the reference direction and the sub-reference direction.
なお以上では、本実施の形態４を凸形状のプリズム２３ａに適用した構成について説明したが、同様に凹形状のプリズム２３ｂに適用した構成でも、同様の効果を得ることができる。 In the above description, the configuration in which the fourth embodiment is applied to the convex prism 23a has been described. However, the same effect can be obtained with a configuration in which the fourth embodiment is similarly applied to the concave prism 23b.
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、省略したり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 光源、２ 導光板、３ 反射シート、４ 逆プリズムシート、２１ 入光面、２２ 出光面、２３ 反出光面、２３ａ，２３ａａ，２３ａｂ，２３ａｃ，２３ａｄ，２３ｂ プリズム、２１１，２１２ プリズム面、２１３ 入光面垂直方向。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source, 2 Light-guide plate, 3 Reflection sheet, 4 Reverse prism sheet, 21 Light-incidence surface, 22 Light-emission surface, 23 Anti-light-projection surface, 23a, 23aa, 23ab, 23ac, 23ad, 23b Prism, 211,212 Prism surface, 213 Light incident surface vertical direction.
Claims (7)
前記光源と対向する入光面と、出光面と、前記出光面と逆側の反出光面とを有する導光板と、
前記導光板の前記反出光面側に配置された反射シートと、
前記導光板の前記出光面側に配置され、プリズム面が前記出光面と対向するプリズムシートと
を備え、
前記導光板は、
前記導光板の前記出光面に配設された、各プリズムが第１角度の頂角を有する第１プリズム列と、
前記導光板の前記入光面に配設された、各プリズムが第２角度の頂角を有する第２プリズム列と、
前記反出光面上に配設された凸形状を有する凸構造体、及び、前記反出光面上に配設された凹形状を有する凹構造体の少なくとも一方とを備え、
前記光源の主光線軸方向と鋭角をなすとともに前記第２プリズム列のプリズム面に垂直である垂線方向に向かって、前記主光線軸方向を当該鋭角以下の角度で回転させた場合に得られる方向が、予め定められた方向として規定され、
前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凸構造体の突出方向の長さは小さくなり、
前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凸構造体の幅方向の長さは大きくなり、
前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凹構造体の陥没方向の長さは大きくなり、
前記予め定められた方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記凹構造体の幅方向の長さは小さくなる、面光源装置。 A light source;
A light guide plate having a light incident surface facing the light source, a light exit surface, and a light exit surface opposite to the light exit surface;
A reflective sheet disposed on the light-exiting surface side of the light guide plate;
A prism sheet disposed on the light exit surface side of the light guide plate, the prism surface facing the light exit surface, and
The light guide plate is
A first prism row disposed on the light exit surface of the light guide plate, each prism having a first angle apex angle;
A second prism array disposed on the light incident surface of the light guide plate, each prism having a second angle apex angle;
A convex structure having a convex shape disposed on the reflection light surface, and at least one of a concave structure having a concave shape disposed on the reflection light surface,
A direction obtained when the principal ray axis direction is rotated by an angle equal to or less than the acute angle toward the perpendicular direction perpendicular to the prism surface of the second prism row while forming an acute angle with the principal ray axis direction of the light source. Is defined as a predetermined direction,
As the distance from the light source increases along the predetermined direction, the length in the protruding direction of the convex structure decreases.
As the distance from the light source along the predetermined direction increases, the length in the width direction of the convex structure increases.
As the distance from the light source increases along the predetermined direction, the length of the recessed direction of the concave structure increases.
A surface light source device in which the length in the width direction of the concave structure decreases as the distance from the light source increases along the predetermined direction.
前記予め定められた方向は、
前記光源の主光線軸の方向または前記垂線方向である、面光源装置。 The surface light source device according to claim 1,
The predetermined direction is:
A surface light source device that is in the direction of the principal ray axis of the light source or the perpendicular direction.
前記凸構造体及び前記凹構造体の少なくとも一方の構造体が、前記反出光面側から見て、前記予め定められた方向に対し左右非対称である、面光源装置。 The surface light source device according to claim 1 or 2,
The surface light source device, wherein at least one of the convex structure and the concave structure is asymmetrical with respect to the predetermined direction when viewed from the light-exiting surface side.
複数の前記凸構造体及び複数の前記凹構造体の少なくとも一方の複数の構造体が配設され、第１の前記構造体の前記予め定められた方向と、第２の前記構造体の前記予め定められた方向とが異なる、面光源装置。 The surface light source device according to claim 3,
A plurality of structures of at least one of the plurality of convex structures and the plurality of concave structures are disposed, the predetermined direction of the first structure and the pre-set of the second structure A surface light source device having a different direction.
複数の前記凸構造体及び複数の前記凹構造体の少なくとも一方の複数の構造体が、複数列に配列されており、
前記複数の構造体の配列のうち隣り合う二列が、前記反出光面側から見て、当該二列の中心線に対し左右非対称である、面光源装置。 The surface light source device according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of structures of at least one of the plurality of convex structures and the plurality of concave structures are arranged in a plurality of rows,
A surface light source device in which two adjacent rows in the arrangement of the plurality of structures are asymmetrical with respect to the center lines of the two rows when viewed from the side of the light-emitting surface.
前記光源の主光線軸の方向に沿って前記光源から遠ざかるにつれて、前記導光板の前記出光面と前記反出光面との間の長さは小さくなる、面光源装置。 The surface light source device according to any one of claims 1 to 5,
A surface light source device in which the length between the light exit surface and the light exit surface of the light guide plate decreases as the distance from the light source increases along the principal ray axis direction of the light source.
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