JP6824025B2 - Manufacturing method of surface light source device, display device and surface light source device - Google Patents
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Description
本発明は、面状の光を発する面光源装置、およびこの面光源装置が表示パネルを照明することで表示パネルに映像が表示される表示装置、ならびにその面光源装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a surface light source device that emits planar light, a display device in which an image is displayed on the display panel by illuminating the display panel, and a method for manufacturing the surface light source device. ..
液晶表示装置が備える液晶パネルは、自ら発光しない。そのため、液晶表示装置は、液晶パネルを照明する光源として、液晶パネルの裏面側にバックライト装置すなわち面光源装置を備える。バックライト装置の構成の１つとして、複数の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：以下、ＬＥＤという。）を並べた直下型のバックライト装置がある。近年では、小型で高効率、高出力なＬＥＤが開発されている。そのため、バックライト装置に使用されるＬＥＤの設置個数、または、複数のＬＥＤが列状に配置された光源であるＬＥＤＢＡＲの設置個数を減らしても、計算上では従来のバックライト装置と同様の明るさを得ることができる。特許文献１または特許文献２には、シリンドリカルレンズによってＬＥＤから出射する光線を拡げ、面状の照明光に変換するバックライト装置が開示されている。 The liquid crystal panel provided in the liquid crystal display device does not emit light by itself. Therefore, the liquid crystal display device includes a backlight device, that is, a surface light source device on the back surface side of the liquid crystal panel as a light source for illuminating the liquid crystal panel. As one of the configurations of the backlight device, there is a direct type backlight device in which a plurality of light emitting diodes (Light Emitting Diodes: hereinafter referred to as LEDs) are arranged. In recent years, small-sized, high-efficiency, high-output LEDs have been developed. Therefore, even if the number of installed LEDs used in the backlight device or the number of installed LED BARs, which are light sources in which a plurality of LEDs are arranged in a row, is reduced, the brightness is calculated to be the same as that of the conventional backlight device. Can be obtained. Patent Document 1 or Patent Document 2 discloses a backlight device that expands a light beam emitted from an LED by a cylindrical lens and converts it into planar illumination light.
特許文献１または特許文献２に記載のバックライト装置においては、光がシリンドリカルレンズから空気中へと光が透過する際に、シリンドリカルレンズと空気との境界面にて一部の光が反射する。照明光の均一性向上には、その境界面を透過する直接光と、境界面にて反射する反射光との両方を、照明光として利用する必要がある。しかし、その反射光は、光源から出射する光の発散角、つまり、境界面に対する光線の入射角が大きくなるほど増加する。特に、照射領域の周辺での光量の低下を抑えることは難しい。 In the backlight device described in Patent Document 1 or Patent Document 2, when light is transmitted from the cylindrical lens into the air, a part of the light is reflected at the interface between the cylindrical lens and the air. In order to improve the uniformity of the illumination light, it is necessary to use both the direct light transmitted through the boundary surface and the reflected light reflected at the boundary surface as the illumination light. However, the reflected light increases as the divergence angle of the light emitted from the light source, that is, the incident angle of the light ray with respect to the boundary surface increases. In particular, it is difficult to suppress a decrease in the amount of light around the irradiation region.
また、光源の小型化、高効率化に伴い、ＬＥＤおよびＬＥＤから出射する光線を拡げる光学部品の配置に関する要求精度および光学部材の形状に関する要求精度が高くなっている。製造工程およびコストの観点からは、簡易な保持構造でそれら光源および光学部品が据え付けられるバックライト装置であることが望ましい。そのためには光源および光学部品の配置精度、光学部材の形状精度に対する被照射面の輝度分布の感度を小さくする必要がある。 Further, as the light source becomes smaller and more efficient, the required accuracy regarding the arrangement of the LED and the optical component that spreads the light beam emitted from the LED and the required accuracy regarding the shape of the optical member are increasing. From the viewpoint of the manufacturing process and cost, it is desirable that the backlight device has a simple holding structure in which the light source and the optical components are installed. For that purpose, it is necessary to reduce the sensitivity of the brightness distribution of the irradiated surface to the placement accuracy of the light source and the optical component and the shape accuracy of the optical member.
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、配光制御素子と保持基板との配置または配光制御素子と光源との配置に関するロバスト性が高く、製造性が向上する面光源装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and has high robustness regarding the arrangement of the light distribution control element and the holding substrate or the arrangement of the light distribution control element and the light source, and the manufacturability is improved. An object of the present invention is to provide a surface light source device.
本発明に係る面光源装置は、光源と、保持基板と、配光制御素子と、反射部と、を備える。保持基板は、光源を主面に保持する。配光制御素子は、保持基板の主面に当接可能な設置面を含み、光源を覆って保持基板の主面に配置される。配光制御素子は、光源から出射する光線の配光を変更する。反射部は、保持基板が配置される位置に対応して形成される開口を含み、配光制御素子の設置面の一部にて屈折した光線を反射する。配光制御素子は、配光制御素子の外形を構成する複数の面のうち少なくとも一面の表面に滑らかな面をなして設けられる拡散部を含む。拡散部が設けられる一面は、設置面とは異なる。 The surface light source device according to the present invention includes a light source, a holding substrate, a light distribution control element, and a reflecting unit. The holding substrate holds the light source on the main surface . Light distribution control device, the main surface of the holding substrate comprises a can abut installation surface, Ru is disposed on the main surface of the holding substrate to cover the light source. Light distribution control device, to change the light distribution of a light beam emitted from the light source. The reflecting portion includes an opening formed corresponding to a position where the holding substrate is arranged, and reflects light rays refracted by a part of the installation surface of the light distribution control element. The light distribution control element includes a diffusing portion provided with a smooth surface on the surface of at least one of a plurality of surfaces constituting the outer shape of the light distribution control element. One surface diffusion portion is provided is different from the setting surface.
本発明によれば、配光制御素子と保持基板との配置または配光制御素子と光源との配置に関するロバスト性が高く、製造性が向上する面光源装置の提供が可能である。 According to the present invention, it is possible to provide a surface light source device having high robustness and improved manufacturability regarding the arrangement of the light distribution control element and the holding substrate or the arrangement of the light distribution control element and the light source.
本発明に係る面光源装置およびその面光源装置を備える表示装置の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、以下に示す実施の形態では、表示装置は液晶表示装置、表示装置が備える表示パネルは液晶パネルを例に説明する。 An embodiment of a surface light source device according to the present invention and a display device including the surface light source device will be described with reference to the drawings. In the embodiment shown below, the display device will be described using a liquid crystal display device, and the display panel included in the display device will be described using a liquid crystal panel as an example.
以下に示す実施の形態において、表示装置および面光源装置は、ｘｙｚ直交座標に基づいて図示される。ｘ軸およびｙ軸を含むｘ−ｙ平面に対し垂直な方向がｚ軸方向である。例えば、表示装置が備える表示パネルが矩形を有する場合、その表示パネルの長辺方向をｘ軸方向とし、短辺方向をｙ軸方向とする。図１は、後述する実施の形態１における面光源装置２００の構成およびそれを含む液晶表示装置１００の構成を概略的に示す断面図である。図１において、液晶パネル１の長辺方向は紙面に垂直な方向であり、短辺方向は紙面の左右方向である。液晶表示装置１００の長辺方向つまり液晶パネル１の長辺方向が水平に、その短辺方向が垂直方向に設置された場合、ｘ軸方向が水平方向であり、ｙ軸方向が垂直方向である。また、その場合、液晶表示装置１００の上側がｙ軸の正方向（＋ｙ軸方向）であり、下側がｙ軸の負方向（−ｙ軸方向）である。また、液晶表示装置１００が映像を表示する方向がｚ軸の正方向（＋ｚ軸方向）であり、その反対方向がｚ軸の負方向（−ｚ軸方向）である。また、＋ｚ軸方向を表示面側という。−ｚ軸方向を裏面側という。また、液晶表示装置１００の表示面側から見て、右側がｘ軸の正方向（＋ｘ軸方向）であり、左側がｘ軸の負方向（−ｘ軸方向）である。「表示面側から見て」とは、＋ｚ軸方向から−ｚ軸方向を見ることである。なお、本明細書において、正負の符号を付さずに軸方向を記載した場合、正の方向と負の方向との両方を含む。例えば、ｙ軸方向と記載した場合、その記載は＋ｙ軸方向と−ｙ軸方向とを含む。これらの方向は、実施の形態１に限らず他の実施の形態においても同様である。
In the embodiments shown below, the display device and the surface light source device are illustrated based on xyz Cartesian coordinates. The direction perpendicular to the xy plane including the x-axis and the y-axis is the z-axis direction. For example, when the display panel included in the display device has a rectangle, the long side direction of the display panel is the x-axis direction and the short side direction is the y-axis direction. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the surface
＜実施の形態１＞
（液晶表示装置）
図１は、本実施の形態１における面光源装置２００の構成およびその面光源装置２００を含む液晶表示装置１００の構成を概略的に示す断面図である。液晶表示装置１００は、透過型の液晶パネル１および面光源装置２００を備える。また、液晶表示装置１００は、液晶パネル１と面光源装置２００との間に、光学シート２と光学シート３とをさらに備える。また、拡散板４が、面光源装置２００の光出射面に配置される。つまり、拡散板４は、面光源装置２００の開口部５３に設けられる。＋ｚ軸方向から−ｚ軸方向にかけて、液晶パネル１、光学シート２、光学シート３、拡散板４、面光源装置２００が順に配置される。液晶パネル１は、光学シート２および光学シート３を介して面光源装置２００と対向する裏面１ｂを有する。また、液晶パネル１は、裏面１ｂの反対側に表示面１ａを有する。裏面１ｂは、液晶パネル１の−ｚ軸方向の面であり、表示面１ａは、その＋ｚ軸方向の面である。表示面１ａは、平面状の矩形形状を有する。つまり、表示面１ａはｘ−ｙ平面に平行な方向に広がる平面を有する。また、その平面を構成するｘ軸方向の長辺とｙ軸方向の短辺とは直交する。なお、上記の表示面１ａの形状は一例であり、他の形状であってもよい。また、液晶パネル１は液晶層（図示せず）を含み、その液晶層はｘ−ｙ平面に平行な方向に広がる面状の構造を有する。
<Embodiment 1>
(Liquid crystal display device)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the surface
面光源装置２００は、拡散板４から面状の光を出射し、光学シート３および光学シート２を通して、液晶パネル１の裏面１ｂを照明する。光学シート３は、拡散板４から放射された光の進行方向を、液晶パネル１の表示面１ａに対し、法線方向に向ける機能を有する。光学シート２は、細かな照明光のむらなどを低減し光学的な悪影響を抑制する。液晶パネル１は、裏面１ｂから入射した照明光を画像光に変換する。「画像光」とは画像情報を有する光のことである。
The surface
（面光源装置）
面光源装置２００は、配光制御素子６、光源７、保持基板８および反射部５を備える。反射部５は、配光制御素子６と光源７とを収容可能に容器形状に形成される。その反射部５は、底面５１、側面５２および開口部５３を含む。また、面光源装置２００は筐体１０をさらに備える。筐体１０は反射部５および保持基板８を保持して収納する部材である。反射部５は筐体１０の内壁に沿って配置される。筐体１０は、反射部５の形状を反映して、上部つまり液晶パネル１が配置される方向に開口を含む容器形状を有する。筐体１０を構成する材料は、例えば、樹脂または金属板である。
(Surface light source device)
The surface
図２は、面光源装置２００の光源７の周辺を拡大した断面図である。光源７は、保持基板８の主面８１に配置される。配光制御素子６は、光源７を覆って保持基板８の主面８１側に配置される。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the
（保持基板）
本実施の形態１では、保持基板８は、ｘ軸方向に長い外形を有する。つまり、保持基板８は、後述する配光制御素子６の長手の方向および光源７の配列方向に長い外形を有する。また、保持基板８は、平面視において、矩形状の板形状を有する。また、保持基板８は主面８１を有する。その主面８１は、保持基板８の表面であり、その表面とは、例えば実装面である。保持基板８は、後述する光源７が主面８１に実装される実装基板である。保持基板８の主面８１は、例えば、白色のレジスト層あるいはレジスト層の上に白色のシルク層を含み、反射面の機能を有する。光源７と配光制御素子６とが配置された保持基板８は、筐体１０の底面１０ａに保持される。筐体１０の底面１０ａに保持される保持基板８の面は、主面８１とは反対側に位置する裏面８２である。その保持基板８の裏面８２とは保持基板８の−ｚ軸方向の面である。保持基板８の裏面８２は、光源７にて発生した熱を、保持基板８の主面８１を介して筐体１０に伝えて放熱する。また、面光源装置２００は、例えば、保持基板８と筐体１０との間に放熱シートを設けて、その放熱効果を高めても良い。
(Holding board)
In the first embodiment, the holding
（光源）
光源７は、保持基板８の主面８１に配置される。本実施の形態１では、面光源装置２００は、複数の光源７を備える。図３は、保持基板８の主面８１に配置された複数の光源７を示す平面図である。図３は、保持基板８の主面８１側に配置される配光制御素子６の図示を省略している。複数の光源７が保持基板８の主面８１に、離散的につまり所定の間隔を有して列状に配置される。その配列方向はｘ軸方向である。
(light source)
The
また、図２に示すように、光源７の−ｚ軸方向の面である裏面７２は保持基板８の主面８１に接している。それにより、光源７は保持基板８に保持される。また、光源７は保持基板８に導通可能に接続され、光源７はその裏面７２を介して給電される。また、本実施の形態１では、光源７が有する裏面７２とは異なる他の面は発光面である。例えば、光源７の裏面７２と対向する表面７１は発光面である。または、例えば、光源７が直方体形状である場合には、光源７の裏面７２とは異なる５面が発光面である。
Further, as shown in FIG. 2, the
光源７は、例えば、固体光源である。その固体光源とは、例えば、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ素子という）である。または、例えば、光源７は、有機エレクトロルミネッセンス光源又は平面上に塗布された蛍光体に励起光を照射して発光する光源等を含む。なお、本実施の形態１では、光源７はＬＥＤ素子である。
The
（配光制御素子）
配光制御素子６は、保持基板８の主面８１に光源７を覆うように配置される。つまり、配光制御素子６は、光源７の＋ｚ軸方向に、光源７を囲うように配置される。本実施の形態１において、配光制御素子６は、複数の光源７が配列される方向すなわちｘ軸方向に沿って長手を有する光学素子である。例えば、配光制御素子６は、シリンドリカルレンズである。シリンドリカルレンズは、円筒形の屈折面を有するレンズである。シリンドリカルレンズは、第１の方向に曲率を有し、その第１の方向に垂直な第２の方向に曲率を有さない。シリンドリカルレンズから出射する光は、一方向に集光または発散する。例えば凸型のシリンドリカルレンズに平行に光が入射すると、その光は線状に集光する。この集光した線を焦線という。本実施の形態１では、第１の方向は、光源７が配列される方向とは直交する方向、つまりｙ軸方向である。第２の方向は、光源７が配列される方向に平行な方向、つまりｘ軸方向である。
(Light distribution control element)
The light
図２に示すように、配光制御素子６の外形を構成する複数の面のうち、裏面側つまり保持基板８側に位置する設置面６３が、保持基板８の主面８１に当接する。それにより、配光制御素子６は、保持基板８に保持される。本実施の形態１においては、その設置面６３は、保持基板８の主面８１に平行な面を含む。
As shown in FIG. 2, of the plurality of surfaces constituting the outer shape of the light
配光制御素子６の外形を構成する複数の面は、設置面６３とは異なる位置に、光入射面６１を含む。光入射面６１は、光源７を覆うように位置し、凹状の曲面または平面で形成される。その凹状の曲面は、例えば非球面またはシリンドリカル面である。光入射面６１は、光源７の配列方向つまり配光制御素子６の長手の方向に延在する。つまり、光入射面６１は溝形状を有する。光入射面６１には、光源７から出射する光が入射する。
The plurality of surfaces constituting the outer shape of the light
また、配光制御素子６の外形を構成する複数の面は、設置面６３とは異なる位置に、光出射面６２を含む。光出射面６２は、光入射面６１に対して光源７とは反対側に位置する。すなわち、光出射面６２は、配光制御素子６の＋ｚ軸方向の面、つまり＋ｚ軸方向に露出している面である。光出射面６２は、凸状のシリンドリカル面を含み、そのシリンドリカル面は光源７の配列方向とは直交する面において、つまりｙ−ｚ平面おいて凸状の曲率を有する。また、光出射面６２は光入射面６１よりも面積が大きい。光入射面６１から入射した光は光出射面６２から配光制御素子６の外部へ出射する。
Further, the plurality of surfaces constituting the outer shape of the light
配光制御素子６は、その外形を構成する複数の面のうち少なくとも一面の表面に拡散部６ａを含む。その拡散部６ａが設けられる一面は、設置面６３とは異なる面である。本実施の形態１においては、拡散部６ａは光入射面６１に沿って設けられる。拡散部６ａの表面は滑らかな面、すなわち粗面ではない面のことである。その滑らかな面は、鏡面をなす平面または曲面である。拡散部６ａは、配光制御素子６の長手の方向に延在する。なお、図２に示す拡散部６ａは、光入射面６１の全面に設けられているが、光入射面６１の一部に設けられていてもよい。
The light
拡散部６ａは、拡散材料を含む。拡散部６ａは、母材に拡散剤を含んで形成される。拡散材料を含む拡散部６ａの母材は、例えば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等である。拡散部６ａは厚さを有し、その厚さの分布は均一である。拡散部６ａの厚さまたは拡散部６ａが含む拡散材料の濃度は、光入射面６１または光出射面６２における光線の屈折の程度に比べて、拡散部６ａによる光の拡散の程度が小さくなるよう調整される。すなわち、拡散部６ａの厚さまたは拡散部６ａが含む拡散材料の濃度は、光入射面６１または光出射面６２による配光制御の効果を消失させるものではない。
The
配光制御素子６は、光出射面６２と設置面６３とを含む配光制御素子本体６ｂをさらに含む。配光制御素子本体６ｂは透明材料で形成される。例えば、その透明材料は、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）等である。配光制御素子本体６ｂは、拡散材料を含んでも良いが、その場合、配光制御素子本体６ｂが含む拡散材料の濃度は、配光制御素子６の拡散部６ａが含む拡散材料の濃度よりも低い。つまり、配光制御素子本体６ｂは拡散部６ａよりも透明である。
The light
拡散部６ａと配光制御素子本体６ｂとは一体の部品である。つまり、配光制御素子６は、拡散部６ａと配光制御素子本体６ｂとが一体に成形された部品である。拡散部６ａの表面とその拡散部６ａに隣接する配光制御素子本体６ｂの表面とは面一であることが好ましい。
The
図２に示すように、前述した光源７は、配光制御素子６の光入射面６１によって形成される凹部に配置される。凹部とは、光入射面６１と保持基板８の主面８１とによって囲まれた空間のことである。すなわち凹部とは、光入射面６１の−ｚ軸方向に位置する空間のことである。
As shown in FIG. 2, the
配光制御素子６の光軸Ｃはｚ軸に平行である。「光軸」とは、レンズ又は球面鏡などの、中心と焦点とを通る直線である。光学素子がシリンドリカル面を有する場合には、曲率を有するその断面形状で光軸Ｃは定められる。つまり、本実施の形態１では、光軸Ｃは、光源７が配列される方向に対し垂直な平面、つまりｘ軸方向に垂直なｙ−ｚ平面における光出射面６２の形状で定められる。
The optical axis C of the light
配光制御素子６は、光源７から出射する光の伝搬方向を所定の方向に拡げ、配光を変更する機能を有する。本実施の形態１では、その所定の方向とは、配光制御素子６のシリンドリカル面が光を拡げる方向であり、後述する反射部５の底面５１に対し平行かつ配光制御素子６の長手の方向に対して直交する方向である。なお、本実施の形態１においては、反射部５の底面５１は保持基板８の主面８１に平行である。よって所定の方向とは、保持基板８の主面８１に対し平行かつ配光制御素子６の長手の方向に対して直交する方向である。つまり、その方向はｙ軸方向である。
The light
なお、「配光」とは、空間に対する光源の光度分布をいう。つまり、光源から出射する光の空間的分布である。また、「光度」とは、発光体の放つ光の強さの程度を示すもので、ある方向の微小な立体角内を通る光束を、その微小立体角で割ったものである。つまり、光度とは、光源からどのくらい強度を有する光が出射しているかを表す物理量である。上記の構成を配光制御素子６が備えることにより、光源７から出射する光はｙ−ｚ平面上において集光または発散する。
The "light distribution" refers to the luminous intensity distribution of the light source with respect to space. That is, it is the spatial distribution of the light emitted from the light source. Further, "luminous intensity" indicates the degree of intensity of light emitted by a light emitter, and is obtained by dividing a light flux passing through a minute solid angle in a certain direction by the minute solid angle. In other words, the luminous intensity is a physical quantity that indicates how strong the light is emitted from the light source. When the light
また、上記のように配光制御素子６は棒状の形状を有する。よって、面光源装置２００は、列状に並べられた複数の光源７の個数よりも少ない数の配光制御素子６を備えることができる。例えば、本実施の形態１において、面光源装置２００は複数の光源７を備えるが、配光制御素子６の設置個数は１個である。このように、配光制御素子６が棒状の形状を有する場合、面光源装置２００は配光制御素子６の設置個数を減らすことができる。また、その装着工程は、１列に並べられた複数の光源７に対して、１つの配光制御素子６を固定するだけでよく、接着等の固定作業が容易である。
Further, as described above, the light
（反射部）
図１に示すように、面光源装置２００は反射部５を備える。反射部５は、保持基板８に保持された光源７と配光制御素子６とを収容可能な容器形状を有する。図４は、面光源装置２００が備える反射部５の平面図である。なお図４は拡散板４の図示を省略している。反射部５は、図４に示すように、ｘ−ｙ平面に平行な１つの底面５１及びその底面５１に接続する４つの側面５２（側面５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ）を含む。このように反射部５は５つの面を備える。図１に示すように、反射部５の側面５２はその底面５１と対向する開口部５３の外周を囲う。本実施の形態１において、反射部５の底面５１は拡散板４の矩形形状よりも小さい矩形形状を有する。また、反射部５の底面５１は拡散板４に平行つまり面光源装置２００の光出射面に平行に配置される。さらに、反射部５の側面５２は、その底面５１の外周と拡散板４の外周とを接続する。つまり、４つの側面５２は反射部５の底面５１の外周から拡散板４の外周に向けて傾斜している。このように、反射部５及び拡散板４は、中空の容器形状を構成する。
(Reflective part)
As shown in FIG. 1, the surface
以下に反射部５の形状をｘｙｚ座標軸により説明する。図４に示す４つの側面５２のうち、反射部５の底面５１のｘ軸方向と平行な辺に接続された２つの側面５２ａおよび側面５２ｂは、＋ｚ軸方向に向けて互いの間隔が広がるように傾斜している。つまり、＋ｙ軸方向の側面５２ａは、ｙ−ｚ平面に対して、−ｘ軸方向から見て、底面５１との接続部分を中心に、反時計回りの方向に傾斜している。また、−ｙ軸方向の側面５２ｂは、ｙ−ｚ平面に対して、−ｘ軸方向から見て、反射部５の底面５１との接続部分を中心に、時計回りの方向に傾斜している。また、４つの側面５２のうち、反射部５の底面５１のｙ方向と平行な辺に接続された２つの側面５２ｃおよび側面５２ｄも、＋ｚ軸方向に向けて互いの間隔が広がるように傾斜している。つまり、−ｘ軸方向の側面５２ｃは、ｚ−ｘ平面に対して、−ｙ軸方向から見て、反射部５の底面５１との接続部分を中心に、反時計回りの方向に傾斜している。また、＋ｘ軸方向の側面５２ｄは、ｚ−ｘ平面に対して、−ｙ軸方向から見て、反射部５の底面５１との接続部分を中心に、時計回りの方向に傾斜している。反射部５の反射部５の底面５１に対向する＋ｚ軸方向には、開口部５３が形成されている。
The shape of the reflecting
図１または図４に示すように、反射部５の底面５１で規定される面内には、保持基板８に保持される光源７と配光制御素子６とが配置される。つまり、面光源装置２００の平面視において、光源７と配光制御素子６とは反射部５の底面５１の面内に配置される。
As shown in FIG. 1 or 4, the
また、本実施の形態１の反射部５の底面５１は、保持基板８が配置される位置に対応して開口を有する。図２に示すように、その開口を形成する輪郭部５５は、保持基板８の両側に位置し、かつ、配光制御素子６と筐体１０との間に配置される。つまり、輪郭部５５は、平面視においては、保持基板８の外周を囲むように、また、断面視においては、配光制御素子６と筐体１０との間の空隙に配置される。
Further, the
図１および図２に示すように反射部５は、その内側に反射面５４を有する。反射部５は光を反射する部材であり、その反射面５４は、例えば、シート状の部材である反射シートである。反射部５の反射面５４は、例えば、拡散反射面であってもよい。反射部５は、例えば、ポリエチレンテレフタラートなどの樹脂を基材とした光反射シート又は基板の表面に金属を蒸着させた光反射シート等である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the reflecting
（拡散板）
図１に示すように、拡散板４は、反射部５の底面５１に対面し、かつ、配光制御素子６を覆って配置される。本実施の形態１では、拡散板４は、開口部５３を覆うように配置される。拡散板４は、面光源装置２００の光出射面に配置される。つまり、拡散板４は、反射部５に対し＋ｚ軸方向に配置される。拡散板４は、例えば、薄板形状を有する。または、例えば、拡散板４はシート状である。または、拡散板４は透明基板とその透明基板上に形成された拡散膜とを含む構成であっても良い。
(Diffusion plate)
As shown in FIG. 1, the diffuser plate 4 is arranged so as to face the
拡散板４は、光を拡散する。「拡散」とは、拡がり散ることである。つまり、光が散乱することである。なお、以下の説明において、例えば、「光線は拡散板４に到達する」などの説明をしている。上述したように、拡散板４は反射部５の開口部５３に配置されている。よって、「光線は拡散板４に到達する」という記載は、「光線は開口部５３に到達する」に言い換えることができる。また、開口部５３または拡散板４は、面光源装置２００の光出射面として機能している。このため、「光線は拡散板４に到達する」という記載は、「光線は面光源装置２００の光出射面に到達する」に言い換えることができる。
The diffuser plate 4 diffuses light. "Diffusion" is to spread. That is, the light is scattered. In the following description, for example, "the light beam reaches the diffuser plate 4" and the like are explained. As described above, the diffuser plate 4 is arranged in the
（面光源装置の製造方法）
面光源装置２００の製造方法は、以下に示す配光制御素子６を準備する工程つまりその製造工程を含む。その配光制御素子６を準備する工程において、配光制御素子６は、例えば押出し成形によって製造される。より具体的には、拡散材料を含む拡散部６ａと、拡散部６ａよりも透明な配光制御素子本体６ｂとが押出し２色成形により一体成形される。つまり、配光制御素子６を準備する工程は、配光制御素子６の外形を構成する複数の面のうち少なくとも一面の表面に、押出し２色成形により拡散部６ａを形成する工程を含む。その拡散部６ａが形成される一面は、上記の通り、保持基板８の主面８１に当接可能な設置面６３とは異なる面である。本実施の形態１においては、光入射面６１に拡散部６ａが形成される。
(Manufacturing method of surface light source device)
The manufacturing method of the surface
（配光に関する前提技術）
本実施の形態１における面光源装置２００の作用および効果を説明する前に、本発明の前提技術を説明する。なお、本前提技術は、拡散部６ａを含まない面光源装置を例に示す。図５は、拡散部６ａを含まないその前提技術に係る面光源装置３００が含む光源７の周辺の構成を示す断面図である。図５に示すように、面光源装置３００が備える配光制御素子９６には拡散部が設けられていない。一方で、その配光制御素子９６における、光入射面６１、光出射面６２および設置面６３の位置は、それぞれ図２に示した面光源装置２００が備える配光制御素子６における光入射面６１、光出射面６２および設置面６３と同様である。図５は、光源７から＋ｚ軸方向に出射し、ｙ−ｚ平面のみに拡がる一部の光線７３ａの図示を含む。光線７３ａは、光軸Ｃに対して−ｙ軸方向に狭い角度で光源７から出射する光線である。光源７から出射した光線７３ａは、光入射面６１にて屈折し、配光制御素子９６内部へ入射する。スネルの法則により、屈折率の小さな媒質から屈折率の大きな媒質に入射する時、光線の屈折角は入射角よりも小さくなる。また、屈折率の大きな媒質から屈折率の小さな媒質に入射する時、光線の屈折角は入射角よりも大きくなる。配光制御素子９６がアクリル樹脂製である場合、図５に示すように、光線７３ａは、光入射面６１で−ｙ軸方向に屈折する。光線７３ａは配光制御素子９６の内部を進行し、光出射面６２に達する。光線７３ａは、凸面形状を有する光出射面６２によって、光軸Ｃに対する角度がさらに大きくなる方向つまり−ｙ軸方向に屈折する。
(Prerequisite technology for light distribution)
Before explaining the operation and effect of the surface
図６は、配光制御素子９６の平面図であり、＋ｚ軸側からｘ−ｙ平面を観察した図である。図６は光源７から出射する一部の光線７３ｂの図示を含む。光線７３ｂは、光源７から出射し、ｙ−ｚ平面上のみに拡がる光線のうち、光軸Ｃに対する角度が光線７３ａよりも広い光線である。ｙ−ｚ平面上のみに拡がる光線とは、図６において上下方向のみに拡がる光線のことである。
FIG. 6 is a plan view of the light
図７は、面光源装置３００の光源７の周辺の側面を示す図であり、−ｙ軸方向からｚ−ｘ平面を観察した図である。図７は光源７から出射する一部の光線７３ｃの図示を含む。光線７３ｃは、光源７から出射し、ｙ−ｚ平面上のみに拡がる光線のうち、光軸Ｃに対する角度が光線７３ａよりも広い光線である。ｙ−ｚ平面上のみに拡がる光線とは、図７において上下方向のみに拡がる光線のことである。
FIG. 7 is a view showing a side surface around the
図５から図７に示すように、配光制御素子９６は、光源７から出射する光を発散させる。配光制御素子９６から出射した光線７３ａ、光線７３ｂまたは光線７３ｃは図１に示す拡散板４へ到達する。各光線の図示は省略するが、拡散板４に到達した光線の一部は反射して、反射部５の容器状の空間内を進行する。その光線は、反射部５の底面５１又は側面５２で反射されて、再び拡散板４に到達する。到達した光は拡散板４を透過しながら拡散される。そして、拡散板４を透過した光は、均一性を有する面状の照明光となる。この照明光は、光学シート３及び光学シート２を介して、液晶パネル１の裏面１ｂに照射される。
As shown in FIGS. 5 to 7, the light
図８は、面光源装置３００の光源７の周辺を示す断面図であり、光源７から出射する一部の光線７３ｄの図示を含む。光線７３ｄは、図５に示した光線７３ａとは異なり、＋ｘ軸方向に拡がる角度成分、つまり＋ｘ軸方向のベクトル成分も有する。また、図９は、配光制御素子９６の平面図であり、＋ｚ軸方向からｘ−ｙ平面を観察した図である。図９は、光源７から出射する一部の光線７３ｆの図示を含む。光線７３ｆは、＋ｘ軸方向のベクトル成分を有する。なお、ｘ軸方向に拡がる角度成分を有する光線とは、図９において、斜め方向あるいはｘ軸と平行に拡がる光線を意味する。図８に示す光線７３ｄまたは図９に示す光線７３ｆは、図５に示したｙ−ｚ平面上のみを伝搬する光線７３ａよりも光出射面６２に対する入射角が大きくなる。これは、光出射面６２に対する入射角に＋ｘ軸方向のベクトル成分が合成されるためである。そのため＋ｘ軸方向のベクトル成分が大きな光線は光出射面６２で全反射条件を満たしやすい。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the periphery of the
図８に示す光線７３ｅは、光源７から出射した光線７３ｄのうち光出射面６２に対する入射角度が大きく、全反射された光線を示す。光出射面６２にて全反射された光線７３ｅは−ｚ軸方向へ進み、その一部は配光制御素子９６の設置面６３すなわち裏面の一部にて屈折して反射部５の底面５１に達する。反射部５の底面５１に到達した光線７３ｅは、反射面５４によって拡散反射される。図示は省略するが、拡散反射された光線の一部は再度、配光制御素子９６の内部へ入射し、その他の光線は、拡散板４へ到達する。配光制御素子９６の内部に入射した光線は、光出射面６２で屈折され出射する。光出射面６２から出射した光線は拡散板４へ到達する。また、図示は省略するが、光線７３ｄまたは光線７３ｅとは別に、光源７から出射し、光出射面６２で反射された光線の一部は、保持基板８の主面８１へ達する。その光線は、保持基板８の主面８１で反射され、再度、配光制御素子９６の内部へ入射する。そして、その光線は、配光制御素子９６の光出射面６２にて屈折し、拡散板４に到達する。
The
以上に述べた光源７から出射し拡散板４に到達する光線は、２つの成分、つまり直接光成分と反射光成分とに分けることができる。直接光成分とは、光源７から出射した光線のうち、配光制御素子６で屈折した後、直接、拡散板４に到達する光線である。反射光成分とは、配光制御素子６の内部で反射した後、反射部５で拡散反射してから、拡散板４に到達する光線である。反射光成分は、反射部５による拡散反射の影響を含むため、配光制御素子６によってその空間的な輝度分布を制御することが難しい。光源７から出射する光を効率良く利用するためには、面光源装置２００は反射光成分を含めて配光を制御する必要がある。また、面光源装置２００は、その光出射面で均一な輝度分布を有する照明光を得るためには、直接光成分および反射光成分のバランスを配光制御素子６で制御することが好ましい。例えば、配光制御素子６が反射光成分の分布に合わせて直接光成分の分布をあえて不均一にする等の制御が必要となる。
The light beam emitted from the
さらに、上述したように、光源７の小型化または高効率化に伴い、面光源装置２００には従来よりも高い配光制御が求められる。それに関係して、面光源装置２００に必要とされる光源７および配光制御素子６の配置精度が高くなっている。また、光源７から出射する光線を拡げる光学部品の配置精度ならびに光学部材の形状精度も高くなっている。つまり、配光制御素子６の光入射面６１および光出射面６２に要求される面形状精度も向上している。配光制御素子６が押出し成形で製造される場合、その製造工程において管理可能な形状精度が、その要求仕様を満たすことができない可能性がある。このように、配光制御素子６の製造難易度、さらには、面光源装置２００の製造難易度は近年上昇している。
Further, as described above, as the
（拡散部の作用）
図１０は、本実施の形態１における面光源装置２００が含む光源７の周辺の構成を示す図である。図１０は、光源７から出射する一部の光線７３ｇの図示を含む。面光源装置２００は、上記のように、配光制御素子６の光入射面６１に拡散部６ａを含む。光源７から出射し、光入射面６１の拡散部６ａに入射した光線７３ｇは、拡散部６ａが含む拡散材料により拡散され、進行方向を変える。ただし、その拡散部６ａによる光線７３ｇの拡散の程度は、光入射面６１または光出射面６２における光線７３ｇの屈折の程度に比べて小さい。つまり、拡散部６ａにおいて、光線７３ｇはランダムな方向に進行方向が変更されるが、光入射面６１または光出射面６２における配光制御の効果を消失させる程度の多重散乱は起こらない。
(Action of diffuser)
FIG. 10 is a diagram showing a configuration around a
光の配光は、配光制御素子６の光入射面６１および光出射面６２の面形状に依存した屈折によって、面光源装置２００の光出射面つまり拡散板４に向けられる。拡散材料による光の散乱が屈折よりも支配的となった場合、配光制御素子６は、光入射面６１および光出射面６２において光線７３ｇを設計どおりに屈折させ、配光することが難しくなる。例えば、拡散部６ａの拡散材料による光の散乱効果が増すと、面光源装置２００の輝度は光源７の配置位置近くは高く、光源７から離れるにつれて低くなる可能性がある。本実施の形態１において、拡散部６ａは、光入射面６１または光出射面６２における光線７３ｇの屈折の程度に比べて、拡散部６ａによる光線７３ｇの拡散の程度が小さくなるような厚さまたは拡散材料の濃度を有する。そのため、拡散部６ａによる光の散乱が支配的となることはない。
The light distribution is directed to the light emitting surface of the surface
図１０に示す光線７３ｇは、拡散部６ａに入射した光線の拡散すなわち散乱の様子を模式的に示す。光源７から出射する各光線７３ｇは、光入射面６１で屈折し、拡散部６ａに入射する。なお、図１０では、拡散部６ａに入射する光線７３ｇは３本の線で図示しているが、各光線７３ｇは、ほぼ同一の光路を進む３本の光線を含む。よって、図１０に示す光線７３ｇは、計９本の光線からなる。ほぼ同一の光路を伝搬して入射した光線７３ｇは、拡散部６ａが含む拡散材料によって、ランダムな方向へ進行方向が変更される。拡散された光線７３ｇは、光入射面６１において屈折した方向をおおよそ保ちながら配光制御素子６の光出射面６２に達する。光出射面６２から出射する光線７３ｇは、拡散部６ａがない場合つまり前提技術と比較して、広い範囲を照射する。よって、面状の光の均一性が向上する。
The light rays 73g shown in FIG. 10 schematically show the state of diffusion, that is, scattering of the light rays incident on the diffusing
また、拡散部６ａによって、光線７３ｇは、配光制御素子６の光入射面６１および光出射面６２の面形状に依存しない光伝搬経路を通る。配光制御素子６が、光源７に対し所定の位置からずれて配置された場合、光入射面６１における光線の入射角と出射角が設計からずれるものの、拡散部６ａによって、そのずれが緩和される。配光制御素子６の光入射面６１の形状精度が要求精度を満たさない場合においても同様であり、拡散部６ａがその悪影響を低減する。このように、拡散部６ａは、面形状精度および配置精度に対する光線７３ｇの感度を鈍らせることができる。言い換えると、拡散部６ａは、配光制御素子６の面形状精度および配置精度に許容度を与える。その結果、面光源装置２００の被照射面における輝度分布が安定する。
Further, the
（効果）
以上のように、光出射面６２から出射する光線７３ｇは、拡散部６ａがない場合つまり前提技術と比較して、広い範囲を照射する。よって、面状の光の均一性が向上する。また、拡散部６ａは、配光制御素子６の面形状精度および配置精度に許容度を与える。面光源装置２００の被照射面における輝度分布が安定する。
(effect)
As described above, the light beam 73g emitted from the
以上をまとめると、本実施の形態１における面光源装置２００は、光源７と、光源７を主面８１に保持する保持基板８と、光源７を覆って保持基板８の主面８１に配置され、光源７から出射する光の配光を変更する配光制御素子６とを備える。配光制御素子６は、配光制御素子６の外形を構成する複数の面のうち少なくとも一面の表面に滑らかな面をなして設けられる拡散部６ａを含む。その拡散部６ａが設けられる一面は、保持基板８の主面８１に当接可能な設置面６３とは異なる。
Summarizing the above, the surface
以上のような構成により、面光源装置２００は、配光制御素子６の光出射面６２を透過した光線と、光出射面６２にて反射した光線の両方を用いて面状の光の均一性を向上させることができる。また、配光制御素子６と保持基板８との配置または配光制御素子６と光源７との配置に関する製造時のロバスト性が向上する。また、拡散部６ａの厚さによって拡散部６ａによる光線７３ｇの拡散の程度を調整することができる。光入射面６１または光出射面６２における光線の屈折の程度に比べて、拡散部６ａによる光線７３ｇの拡散の程度が小さくなるよう調整することができる。
With the above configuration, the surface
また、面光源装置２００は、均一性の高い輝度分布の面状の光を発するため、液晶表示装置１００のバックライト以外に、例えば、部屋の照明等で用いられる照明装置としても利用できる。また、面光源装置２００は、例えば、写真などを裏面側から照明する広告表示装置などにも利用できる。なお、本実施の形態に示した面光源装置２００を含む液晶表示装置１００は、一例である。面光源装置２００が液晶パネル１とは異なる種類の表示パネルを照明し、その表示パネルと面光源装置２００とを備える表示装置においても同様の効果を奏する。
Further, since the surface
また、本実施の形態１において、設置面６３とは異なる複数の面は、光源７を覆って位置しかつ光源７から出射する光線７３ｇが入射する光入射面６１と、光入射面６１より入射した光線７３ｇが出射する光出射面６２とを含む。拡散部６ａが設けられる一面は、光入射面６１である。光入射面６１は、光源７に近いため、光源７から出射する多くの光線が通過する。その光入射面６１に設けられた拡散部６ａは、光源７から出射する多くの光を散乱させる。また、光出射面６２よりも面積の小さい光入射面６１に拡散部６ａを形成するため低コストである。
Further, in the first embodiment, the plurality of surfaces different from the
また、実施の形態１における面光源装置２００は、保持基板８の主面８１に列をなして離散的に配置される複数の光源７をさらに備える。配光制御素子６は、複数の光源７の配列方向に長手を有する。光入射面６１は、長手の方向に延在し、かつ、複数の光源７を覆う凹型の曲面または平面を含む。光出射面６２は、長手の方向と直交する面において凸型のシリンドリカル面を含む。拡散部６ａは、長手の方向に延在する。このような構成により、面光源装置２００は、光源７の個数よりも少ない配光制御素子６を備えることができる。つまり、面光源装置２００は、配光制御素子６の使用個数を減らすことができる。また、その装着工程は、列状に並べられた複数の光源７に対して、それら光源７よりも少ない個数の配光制御素子６を固定するだけでよく、装着作業が容易である。さらに、棒状の配光制御素子６は、押出し成形によって製造することができ、面光源装置２００の製造コストを低減することが可能である。
Further, the surface
なお、配光制御素子６は、光源７の長手の方向に棒状の形状を有する光学素子に限られない。面光源装置は、１つの光源に１つの配光制御素子、例えば半球状のレンズを取り付けても実施の形態１と同様の効果を奏する。ただし、各光源に対し個別の配光制御素子を備える面光源装置では、配光制御素子の設置個数が多くなる。また、その製造工程において、各光源に各配光制御素子（レンズ）を固定する必要があり工程数が増加する。
The light
また、本実施の形態１における面光源装置２００は、反射部５をさらに備える。反射部５は、拡散板４が設置される開口部５３と、反射面５４とを含む。また反射部５は、光源７と配光制御素子６とを収容可能な容器形状を有する。反射面５４は容器形状の内側に配置され、配光制御素子６から出射する光を反射する。開口部５３は、配光制御素子６から出射する光および反射面５４にて反射する光を拡散板４を介して出射する。このような構成により、面光源装置２００からは、均一性がさらに向上した面状の光が出射する。
Further, the surface
また、実施の形態１における面光源装置２００が含む拡散部６ａは、拡散材料を含む配光制御素子からなる。このような構成により、拡散部６ａによる光線７３ｇの拡散の程度を、拡散部６ａの拡散材料の濃度によって調整することができる。光入射面６１または光出射面６２における光線の屈折の程度に比べて、拡散部６ａによる光線７３ｇの拡散の程度が小さくなるよう調整することができる。
Further, the
また、実施の形態１における面光源装置２００が含む拡散部６ａの厚さの分布が均一である。このような構成により、面光源装置２００は、拡散部６ａが設けられる一面の形状精度、または、配光制御素子６の光源７に対する配置精度に関わらず、光を均一に配光することができる。
Further, the thickness distribution of the
また、実施の形態１における面光源装置２００が含む配光制御素子６は、拡散部６ａよりも透明な配光制御素子本体６ｂをさらに含む。拡散部６ａと配光制御素子本体６ｂとは一体である。このような構成により、拡散部６ａと配光制御素子本体６ｂとの位置関係が安定する。光源７の位置に対して、拡散部６ａまたは配光制御素子本体６ｂの配置を一括に位置合わせすることができる。また、拡散部６ａと配光制御素子本体６ｂとを含む配光制御素子６は、２色成形によって製造することができ、面光源装置２００の製造コストを低減する。
Further, the light
本実施の形態１における表示装置は液晶表示装置１００であり、その液晶表示装置１００は、面光源装置２００と、面光源装置２００から出射する面状の光を画像光に変換する表示パネルとを備える。その表示パネルは液晶パネル１である。均一性が従来よりも向上した面光源装置２００によって液晶パネル１を照明する液晶表示装置１００は、従来よりも高い映像品質を実現する。
The display device according to the first embodiment is a liquid
実施の形態１における面光源装置２００の製造方法は、配光制御素子６を準備する工程を備え、その配光制御素子６を準備する工程は、配光制御素子６の外形を構成する複数の面のうち少なくとも一面の表面に、押出し２色成形により拡散部６ａを形成する工程を含む。拡散部６ａが形成される一面は、保持基板８の主面８１に当接可能な設置面６３とは異なる面である。その一面は、本実施の形態１においては光入射面６１である。このような構成を備える面光源装置２００の製造方法は、拡散部６ａが配光制御素子６に一体成形されるため、配光制御素子６内の拡散部６ａの位置が安定する。例えば、光源７の位置に対して、拡散部６ａまたは配光制御素子本体６ｂの配置を一括に位置合わせすることができる。また、面光源装置２００の製造コストの削減が可能である。
The method of manufacturing the surface
また、押出し成形による配光制御素子６の製造方法は、配光制御素子６の長さを自由に変えることができる。例えば、液晶表示装置１００の大きさが異なる場合でも、同じ金型を用いて、長さだけを変更した配光制御素子６を製造し、面光源装置２００へ実装することが可能である。また、同様に、光源７の設置個数が増減したとしても、配光制御素子６を作製するための金型の変更が不要である。例えば、輝度を向上させるために光源７の設置個数が増加しても、それら複数の光源７を同じ配光制御素子６で覆うことが可能である。つまり、面光源装置２００は、光源７の設置個数を変えるだけで、輝度の調整が可能である。押出し成形によって製造される配光制御素子６は、最適な光源７の個数と配置とを有する面光源装置２００の作製を可能とする。このように、押出し成形により製造される配光制御素子６は、面光源装置２００の仕様の変更に対する汎用性が高い。
Further, in the method of manufacturing the light
（実施の形態１の変形例）
実施の形態１の変形例における面光源装置について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成は説明を省略する。
(Modified Example of Embodiment 1)
The surface light source device in the modified example of the first embodiment will be described. The description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
図１１は、実施の形態１の変形例における面光源装置２０１の光源７の周辺の構成を示す図である。本変形例では、拡散部６ａが設けられる一面は、光出射面６２である。拡散部６ａは、光出射面６２の表面に沿って形成されている。なお、図１１に示す拡散部６ａは、光出射面６２の上面側（＋ｚ軸方向）に設けられているが、側面（ｙ軸方向の面）まで覆うように設けられても良い。また、拡散部６ａと一体である配光制御素子本体６ｂは、本変形例では、光入射面６１と設置面６３とを含む。このような構成を備える面光源装置２０１は、上記の実施の形態１に示した面光源装置２００と同様の光学的効果を奏する。また、光出射面６２は光入射面６１よりも面積が大きいため、拡散部６ａの形成が容易である。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration around the
また、図示は省略するが、拡散部６ａは、光入射面６１と光出射面６２との両面に沿って形成されていても良い。そのような構成を含む面光源装置は、上記と同様の効果を奏する。
Although not shown, the
＜実施の形態２＞
実施の形態２における面光源装置について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成は説明を省略する。図１２は、実施の形態２における面光源装置２０２の光源７の周辺の構成を示す図である。拡散部６ａは、光入射面６１の一部領域６１ａに設けられている。つまり実施の形態２では、配光制御素子６の外形を構成する複数の面のうち少なくとも一面の表面の一部領域６１ａに拡散部６ａが設けられる。
<Embodiment 2>
The surface light source device according to the second embodiment will be described. The description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted. FIG. 12 is a diagram showing a configuration around a
配光制御素子６の光入射面６１に入射する光線の密度つまり単位面積当たりの光強度は、光入射面６１の部位によって異なる。そして、要求される面形状の精度は、その光線の密度に依存する。本実施の形態２における拡散部６ａは、高い面形状精度が要求される部位に対応する一部領域６１ａに設けられる。例えば、光線の密度が周囲よりも高い部位に、その周囲よりも高い面形状精度が要求される場合、拡散部６ａが設けられる光入射面６１の一部領域６１ａは、その一部領域６１ａを通過する光線の密度が、その周辺領域を通過する光線の密度よりも高い領域である。
The density of light rays incident on the
このような構成を含む面光源装置２０２においては、配光制御素子６と保持基板８との配置または配光制御素子６と光源７との配置に関するロバスト性が向上する。また、拡散部６ａの拡散材料の使用量が低減でき、低コストである。
In the surface
また同様に、光出射面６２に入射する光線の密度は、光出射面６２の部位によって異なる。図示は省略するが、光出射面６２において、光線の密度が高い一部領域に拡散部が設けられる面光源装置も本実施の形態２と同様の効果を奏する。
Similarly, the density of the light rays incident on the
＜実施の形態３＞
実施の形態３における面光源装置について説明する。上記の実施の形態１または実施の形態２のいずれかと同様の構成は説明を省略する。図１３は、実施の形態３における面光源装置２０３の光源７の周辺の構成を示す図である。実施の形態３では、実施の形態１と同様に、配光制御素子６の光入射面６１に沿って拡散部６ａが形成されている。ただし、実施の形態３における拡散部６ａは、その厚さの分布が不均一である。すなわち拡散部６ａの厚さは光入射面６１の面内位置によって異なる。その拡散部６ａは、光入射面６１を通過する光線の密度分布に対応する厚さの分布を有する。
<Embodiment 3>
The surface light source device according to the third embodiment will be described. A configuration similar to that of either the first embodiment or the second embodiment described above will not be described. FIG. 13 is a diagram showing a configuration around a
配光制御素子６の光入射面６１に入射する光線の密度は、光入射面６１の部位によって異なる。そして、要求される面形状の精度は、その光線の密度に依存する。拡散部６ａの厚さは、高い面形状精度が要求される部位に対応する領域において厚く、要求される面形状精度の低い領域においては薄い。例えば、光線の密度が周囲よりも高い部位に、高い面形状精度が要求される場合、その部位に設けられる拡散部６ａの厚さは周囲よりも厚い。一方で、光線の密度が周囲よりも低い部位の拡散部６ａの厚さは周囲よりも薄い。このような構成を含む面光源装置２０３においては、配光制御素子６と保持基板８との配置または配光制御素子６と光源７との配置に関するロバスト性が向上する。また、効率的に拡散部６ａが設けられるため、拡散材料の使用量が低減し、低コストである。
The density of light rays incident on the
また同様に、光出射面６２に入射する光線の密度は、光出射面６２の部位によって異なる。図示は省略するが、光出射面６２において、光線の密度分布に対応する厚さ分布を有する拡散部が設けられた面光源装置も本実施の形態３と同様の効果を奏する。
Similarly, the density of the light rays incident on the
上述の各実施の形態においては、部品間の位置関係もしくは部品の形状を示すために、「平行」や「垂直」などの用語を用いている。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含む。このため、請求の範囲内の部品間の位置関係もしくは部品の形状の記載は、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含む。 In each of the above embodiments, terms such as "parallel" and "vertical" are used to indicate the positional relationship between the parts or the shape of the parts. These include ranges that take into account manufacturing tolerances and assembly variations. Therefore, the description of the positional relationship between the parts or the shape of the parts within the claims includes a range in consideration of manufacturing tolerances or variations in assembly.
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。本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。 In the present invention, each embodiment can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention. Although the present invention has been described in detail, the above description is exemplary in all embodiments and the present invention is not limited thereto. It is understood that innumerable variations not illustrated can be assumed without departing from the scope of the present invention.
１ 液晶パネル、５ 反射部、６ 配光制御素子、６０ 面、６１ 光入射面、６２ 光出射面、６３ 設置面、６ａ 拡散部、６ｂ 配光制御素子本体、７ 光源、８ 保持基板、８１ 主面、１０ 筐体、１００ 液晶表示装置、２００ 面光源装置。 1 Liquid crystal panel, 5 Reflectors, 6 Light distribution control elements, 60 surfaces, 61 Light incident surfaces, 62 Light emitting surfaces, 63 Installation surfaces, 6a diffuser, 6b Light distribution control element body, 7 Light sources, 8 Holding boards, 81 Main surface, 10 housings, 100 liquid crystal display device, 200 surface light source device.
Claims (13)
前記光源を主面に保持する保持基板と、
前記保持基板の前記主面に当接可能な設置面を含み、前記光源を覆って前記保持基板の前記主面に配置され、前記光源から出射する光線の配光を変更する配光制御素子と、
前記保持基板が配置される位置に対応して形成される開口を含み、前記配光制御素子の前記設置面の一部にて屈折した前記光線を反射する反射部と、を備え、
前記配光制御素子は、前記配光制御素子の外形を構成する複数の面のうち少なくとも一面の表面に滑らかな面をなして設けられる拡散部を含み、
前記拡散部が設けられる前記一面は、前記設置面とは異なる面光源装置。 Light source and
A holding substrate that holds the light source on the main surface,
A light distribution control element that includes an installation surface that can come into contact with the main surface of the holding substrate, is arranged on the main surface of the holding substrate so as to cover the light source, and changes the light distribution of light rays emitted from the light source. ,
It includes an opening formed corresponding to a position where the holding substrate is arranged, and includes a reflecting portion that reflects the light beam refracted by a part of the installation surface of the light distribution control element .
The light distribution control element includes a diffuser portion provided with a smooth surface on the surface of at least one of a plurality of surfaces constituting the outer shape of the light distribution control element.
Wherein the one surface of the diffusion section is provided, before a different surface light source device and Ki設surface.
前記設置面は、前記保持基板の前記主面の外側にはみ出している部分を有し、 The installation surface has a portion protruding to the outside of the main surface of the holding substrate.
前記反射部の前記開口を形成する輪郭部は、前記設置面が前記保持基板の前記主面の外側にはみ出している前記部分の下方に位置する、請求項１に記載の面光源装置。 The surface light source device according to claim 1, wherein the contour portion forming the opening of the reflection portion is located below the portion whose installation surface protrudes to the outside of the main surface of the holding substrate.
前記拡散部が設けられる前記一面は、前記光入射面、または、前記光出射面である請求項１または請求項２に記載の面光源装置。 The plurality of surfaces different from the installation surface are a light incident surface that is located so as to cover the light source and is incident with the light rays emitted from the light source, and a light emitting surface emitted from the light rays incident from the light incident surface. Including and
The surface light source device according to claim 1 or 2 , wherein the one surface on which the diffusion portion is provided is the light incident surface or the light emitting surface.
前記配光制御素子は、前記複数の光源の配列方向に長手を有し、
前記光入射面は、前記長手の方向に延在し、かつ、前記複数の光源を覆う凹型の曲面または平面を含み、
前記光出射面は、前記長手の方向と直交する面において凸型のシリンドリカル面を含み、
前記拡散部は、前記長手の方向に延在する請求項３に記載の面光源装置。 A plurality of the light sources arranged discretely in a row on the main surface of the holding substrate are further provided.
The light distribution control element has a length in the arrangement direction of the plurality of light sources.
The light incident surface includes a concave curved surface or a flat surface extending in the longitudinal direction and covering the plurality of light sources.
The light emitting surface includes a convex cylindrical surface in a surface orthogonal to the longitudinal direction.
The surface light source device according to claim 3 , wherein the diffuser extends in the longitudinal direction.
前記拡散部と前記配光制御素子本体とは一体である請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の面光源装置。 The light distribution control element further includes a light distribution control element main body that is more transparent than the diffuser portion, and the diffuser portion and the light distribution control element main body are integrated, according to any one of claims 1 to 10. The surface light source device described.
前記面光源装置から出射する面状の光を画像光に変換する表示パネルとを備える表示装置。 The surface light source device according to any one of claims 1 to 11 .
A display device including a display panel that converts planar light emitted from the surface light source device into image light.
前記配光制御素子を準備する工程を備え、
前記配光制御素子を準備する工程は、前記配光制御素子の前記外形を構成する前記複数の面のうち少なくとも一面の表面に、押出し２色成形により前記拡散部を形成する工程を含み、
前記拡散部が形成される前記一面は、前記保持基板の前記主面に当接可能な設置面とは異なる面光源装置の製造方法。 The method for manufacturing a surface light source device according to any one of claims 1 to 11 .
A step of preparing the light distribution control element is provided.
The step of preparing the light distribution control element includes a step of forming the diffusion portion by extrusion two-color molding on the surface of at least one of the plurality of surfaces constituting the outer shape of the light distribution control element.
A method for manufacturing a surface light source device, wherein the one surface on which the diffusion portion is formed is different from an installation surface capable of contacting the main surface of the holding substrate.
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