KR101509372B1 - Surface light source device and liquid crystal display device - Google Patents
Surface light source device and liquid crystal display device Download PDFInfo
- Publication number
- KR101509372B1 KR101509372B1 KR1020137021458A KR20137021458A KR101509372B1 KR 101509372 B1 KR101509372 B1 KR 101509372B1 KR 1020137021458 A KR1020137021458 A KR 1020137021458A KR 20137021458 A KR20137021458 A KR 20137021458A KR 101509372 B1 KR101509372 B1 KR 101509372B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- light source
- intensity distribution
- ray
- angular intensity
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
- G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
- G02B6/0031—Reflecting element, sheet or layer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
Abstract
면 광원 장치(100)는 표면(15a), 배면(15b) 및 광 입사면(15c)을 가지는 판 형상의 면 발광 도광판(15)과, 제 1 광선(L12)을 출사하는 제 1 광원(101)을 갖고, 면 발광 도광판(15)은 광 입사면(15c)으로부터 입사한 제 1 광선을 전파시키면서 제 1 광선의 각도 강도 분포를 넓게 하는 제 1 영역으로서의 각도 강도 분포 정형 영역(15e)과, 각도 강도 분포가 넓게 된 제 1 광선(L12)을 표면(15a)으로부터 면 형상의 광으로서 출사시키는 제 2 영역(15f)을 가진다.The planar light source device 100 includes a planar light-emitting planar light-guide plate 15 having a front surface 15a, a rear surface 15b and a light incidence surface 15c, and a first light source 101 for emitting a first light L12 Emitting light guiding plate 15 has an angular intensity distribution regulating region 15e as a first region that widens the angular intensity distribution of the first light beam while propagating the first light ray incident from the light incident surface 15c, And a second region 15f for emitting a first light beam L12 having an expanded angular intensity distribution from the surface 15a as light having a planar shape.
Description
본 발명은 면 형상의 발광면을 가지는 면 광원 장치, 및 면 광원 장치와 액정 패널을 가지는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a planar light source device having a planar light emitting surface, and a liquid crystal display device having the planar light source device and the liquid crystal panel.
최근, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛으로서, 광원으로부터의 광을 얇은 판 형상의 면 발광 도광판의 측면(광 입사면)으로 입사시키고, 확산한 광을 면 발광 도광판의 전면(前面)(발광면)으로부터 액정 표시 소자(액정 패널)의 배면의 전역을 향해 출사하는 사이드라이트 방식의 면 광원 장치가 널리 이용되고 있다. 그러나, 얇은 판 형상의 면 발광 도광판의 측면이라고 하는 좁은 면에 대향시켜 대광량의 광원(예를 들면, LED)을 다수 설치하는 것은 곤란하기 때문에, 사이드라이트 방식의 면 광원 장치에서는, 휘도를 충분히 향상시키는 것이 곤란하다고 하는 문제가 있었다.BACKGROUND ART [0002] Recently, as a backlight unit of a liquid crystal display device, light from a light source is incident on a side (light incident surface) of a thin plate-like surface light-emitting light guide plate and diffused light is emitted from a front surface A side light type surface light source device that emits toward the entire back surface of a liquid crystal display element (liquid crystal panel) is widely used. However, since it is difficult to provide a large number of light sources (for example, LEDs) of a large light amount in opposition to a narrow surface called a side surface of a thin plate-like surface light-emitting light guide plate, in the side light type surface light source device, There is a problem that it is difficult to improve the performance.
이 문제의 대책으로서, 면 광원 장치의 두께 방향으로 배열된 복수의 광원(복수의 발광 소자열)과, 면 발광 도광판과, 복수의 광원으로부터의 광을 면 발광 도광판의 측면(광 입사면)으로 유도하는 광로 변경 부재(예를 들면, 광 반사 미러 등)를 가지는 면 광원 장치의 제안이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
As a countermeasure to this problem, a plurality of light sources (a plurality of light emitting element rows) arranged in the thickness direction of the surface light source device, a surface light emitting light guide plate, and light from a plurality of light sources, There is a proposal of a surface light source device having an optical path changing member (for example, a light reflecting mirror or the like) for guiding light from the light source (for example, see Patent Document 1).
한편, 레이저 발광 소자로부터 방사되는 광은 높은 지향성을 가진다. 그 때문에, 사이드라이트 방식의 면 광원 장치에 레이저 발광 소자를 채용한 경우, 광의 이용 효율, 즉, 면 발광 도광판에 입사하는 광의 양에 대한, 면 발광 도광판으로부터 액정 패널을 향해 방사되는 광의 양의 비율이 저하된다고 하는 과제가 있다.On the other hand, the light emitted from the laser emitting element has a high directivity. Therefore, when the side light type surface light source device employs the laser light emitting element, the ratio of the amount of light emitted from the surface light-emitting light guide plate toward the liquid crystal panel to the amount of light incident to the surface light- Is lowered.
또한, 레이저 발광 소자로 이루어지는 광원과, 레이저 발광 소자로부터 방사되는 광의 각도 강도 분포와 다른 각도 강도 분포를 가지는 광원의 양쪽을 이용하여, 공통의 면 발광 도광판을 이용해서 면 형상의 광을 생성하는 경우에는, 각도 강도 분포의 차이가 면 내의 색 얼룩을 일으키게 한다고 하는 과제도 있다. 일반적으로, 액정 표시 장치의 광원으로서 채용되는 광원은 각도 강도 분포가 넓은 것이 많다. 예를 들면, LED로부터 방사되는 광의 각도 강도 분포는 대략 램버트 분포이고, 레이저 발광 소자로부터 방사되는 광의 각도 강도 분포와 비교하여 매우 넓다.Further, in the case of generating surface light using a common surface emitting light guide plate using both a light source made of a laser emitting element and a light source having an angular intensity distribution different from the angular intensity distribution of the light emitted from the laser emitting element There is a problem that the difference in the angular intensity distribution causes color unevenness in the surface. In general, a light source employed as a light source of a liquid crystal display device has many angular intensity distributions. For example, the angular intensity distribution of the light emitted from the LED is approximately a Lambertian distribution and is very broad compared to the angular intensity distribution of the light emitted from the laser emitting element.
그래서, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은, 광원에 지향성이 높은 광원을 채용한 경우에도, 광의 이용 효율의 저하 및 색 얼룩을 억제할 수 있는 면 광원 장치 및 액정 표시 장치를 제공하는 것에 있다.
It is therefore an object of the present invention to provide a surface light source device and a liquid crystal display device capable of suppressing the use efficiency of light and color unevenness even when a light source having high directivity is employed as the light source, And to provide a device.
본 발명에 따른 면 광원 장치는, 제 1 면, 해당 제 1 면의 반대측의 제 2 면, 및 상기 제 1 면의 변과 상기 제 2 면의 변을 연결하는 제 3 면을 가지는 판 형상의 면 발광 도광판과, 제 1 광선을 출사하는 제 1 광원과, 상기 면 발광 도광판의 상기 제 3 면에 입사하는 제 2 광선을 출사하는 제 2 광원을 갖고, 상기 제 2 광원으로부터 상기 제 2 광선이 출사된 직후에서의 상기 제 2 광선의 각도 강도 분포는 상기 제 1 광원으로부터 상기 제 1 광원이 출사된 직후에서의 상기 제 1 광선의 각도 강도 분포보다 넓고, 상기 면 발광 도광판은, 상기 제 3 면으로부터 입사한 상기 제 1 광선 및 상기 제 2 광선을 전파시키면서 해당 제 1 광선의 각도 강도 분포를 넓게 하는 제 1 영역과, 상기 각도 강도 분포가 넓게 된 상기 제 1 광선 및 상기 제 2 광선을 상기 제 1 면으로부터 면 형상의 광으로서 출사시키는 제 2 영역을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.A surface light source device according to the present invention is a surface light source device having a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a third surface connecting a side of the first surface and a side of the second surface And a second light source for emitting a second light ray incident on the third surface of the surface light-emitting light guide plate, wherein the second light source emits the second light ray from the second light source, The angular intensity distribution of the second light beam immediately after the first light source is larger than the angular intensity distribution of the first light ray immediately after the first light source is emitted from the first light source, A first region for propagating the incident first and second light beams and widening an angular intensity distribution of the first light beam while propagating the first and second light beams, Face And it is characterized in that it has a second region for emitting a light on.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는, 액정 패널과, 상기 액정 패널의 배면에 면 형상의 광을 조사하는 상기 면 광원 장치를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.A liquid crystal display device according to the present invention is characterized by including a liquid crystal panel and the above-mentioned surface light source device for irradiating the back surface of the liquid crystal panel with surface light.
본 발명에 따른 면 광원 장치 및 액정 표시 장치에 의하면, 광원에 지향성이 높은 광원을 채용한 경우에도, 광의 이용 효율의 저하 및 색 얼룩을 억제 가능한 면 광원 장치 및 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
The surface light source device and the liquid crystal display device according to the present invention can provide a surface light source device and a liquid crystal display device capable of suppressing the use efficiency of light and color unevenness even when a light source having high directivity is employed as the light source.
도 1은 실시 형태 1에 따른 액정 표시 장치(면 광원 장치를 포함함)의 일례의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치의 광로 변경 부재의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치를 액정 패널측에서 본 개략적인 평면도이다.
도 4는 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치를 액정 표시 장치의 배면측에서 본 개략적인 배면도이다.
도 5는 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치의 면 발광 도광판의 다른 예를 나타내는 개략적인 배면도이다.
도 6은 실시 형태 1에 따른 제 1 광선의 면 발광 도광판 내에서의 거동을 나타내는 개략적인 설명도이다.
도 7은 실시 형태 1에 따른 제 1 광선의 면 발광 도광판 내에서의 각도 강도 분포를 나타내는 특성도이다.
도 8은 실시 형태 1에 따른 제 1 광선 및 제 2 광선의 면 발광 도광판 내에서의 각도 강도 분포를 나타내는 특성도이다.
도 9는 실시 형태 1에 따른 액정 표시 장치의 제어계의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 10은 실시 형태 2에 따른 액정 표시 장치(면 광원 장치를 포함함)의 일례의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 실시 형태 2에 따른 액정 표시 장치(면 광원 장치를 포함함)의 다른 예의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 12는 실시 형태 3에 따른 액정 표시 장치(면 광원 장치를 포함함)의 일례의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 실시 형태 3에 따른 액정 표시 장치(면 광원 장치를 포함함)의 다른 예의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 14는 실시 형태 3에 따른 액정 표시 장치(면 광원 장치를 포함함)의 또 다른 예의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an exemplary configuration of a liquid crystal display device (including a surface light source device) according to
2 is a perspective view schematically showing a configuration of an optical path changing member of the surface light source device according to the first embodiment.
3 is a schematic plan view of the surface light source device according to the first embodiment as viewed from the liquid crystal panel side.
4 is a schematic rear view of the surface light source device according to the first embodiment as viewed from the rear side of the liquid crystal display device.
5 is a schematic rear view showing another example of the surface emitting light guide plate of the surface light source device according to the first embodiment.
6 is a schematic explanatory diagram showing the behavior of the first light ray in the surface light-emitting light guide plate according to the first embodiment.
7 is a characteristic diagram showing the angular intensity distribution in the surface light-emitting light guide plate of the first light ray according to the first embodiment.
8 is a characteristic diagram showing the angular intensity distribution in the surface-emitting light guide plate of the first light beam and the second light ray according to
Fig. 9 is a block diagram schematically showing a configuration of a control system of a liquid crystal display device according to
10 is a cross-sectional view schematically showing an exemplary configuration of a liquid crystal display device (including a surface light source device) according to the second embodiment.
11 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of another example of a liquid crystal display device (including a surface light source device) according to the second embodiment.
12 is a cross-sectional view schematically showing an exemplary configuration of a liquid crystal display device (including a surface light source device) according to the third embodiment.
13 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of another example of a liquid crystal display device (including a surface light source device) according to the third embodiment.
14 is a cross-sectional view schematically showing another example of the configuration of a liquid crystal display device (including a surface light source device) according to the third embodiment.
(실시 형태 1)(Embodiment 1)
도 1은 실시 형태 1에 따른 액정 표시 장치(1)(면 광원 장치(100)를 포함함)의 일례의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 또한, 도 2는 도 1에 나타내는 면 광원 장치(100)의 광 반사 부재로서의 원통형 미러(102)의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 1에 나타내는 면 광원 장치(100)를 액정 패널(11)측에서 본 개략적인 평면도이고, 도 4는 도 1에 나타내는 면 광원 장치(100)를 액정 표시 장치(1)의 배면측에서 본 개략적인 배면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of a liquid crystal display 1 (including a surface light source device 100) according to the first embodiment. 2 is a perspective view schematically showing a configuration of a
액정 표시 장치(1)는 직사각형의 표시면(11a) 및 그 반대측의 배면(11b)을 가지는 액정 표시 소자(이하 「액정 패널」이라고도 함)(11)를 구비한 투과형의 액정 표시 장치(1)이다. 설명을 용이하게 하기 위해서, 각 도면 중에, xyz 직교 좌표계의 좌표축을 나타낸다. 이하의 설명에서, 액정 패널(11)의 표시면(11a)의 짧은 변 방향을 y축 방향(도 1이 도시되어 있는 지면에 수직인 방향)으로 하고, 액정 패널(11)의 표시면(11a)의 긴 변 방향을 x축 방향(도 1에서 좌우 방향)으로 하고, xy 평면에 수직인 방향을 z축 방향(도 1에서의 상하 방향)으로 한다. 또한, 도 1에서, 왼쪽에서 오른쪽으로 향하는 방향을, x축의 정방향(+x축 방향)으로 하고, 그 반대 방향을 x축의 부방향(-x축 방향)으로 한다. 또, 도 1이 도시되어 있는 지면의 앞에서부터 지면으로 향하는 방향을 y축의 정방향(+y축 방향)으로 하고, 그 반대 방향을 y축의 부방향(-y축 방향)으로 한다. 또, 도 1에서, 아래에서 위로 향하는 방향을 z축의 정방향(+z축 방향)으로 하고, 그 반대 방향을 z축의 부방향(-z축 방향)으로 한다.The liquid
도 1에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1에 따른 액정 표시 장치(1)는 투과형의 액정 패널(11), 제 1 광학 시트(12), 제 2 광학 시트(13) 및 백라이트 유닛(100)을 가지고 있다. 백라이트 유닛(100)은 제 2 광학 시트(13) 및 제 1 광학 시트(12)를 통해 액정 패널(11)의 배면(11b)으로 광을 조사하는 면 광원 장치이다. 이러한 구성요소(11, 12, 13, 100)는 -z축 방향으로 순서대로 배열되어 있다.1, the liquid
액정 패널(11)의 표시면(11a)은 xy 평면에 평행한 면이다. 액정 패널(11)의 액정층은 xy 평면에 평행한 방향으로 퍼지는 면 형상의 구조를 가지고 있다. 액정 패널(11)의 표시면(11a)은 통상 직사각형이며, 표시면(11a)의 인접하는 2변(실시 형태 1에서는, y축 방향의 짧은 변과 x축 방향의 긴 변)은 직교하고 있다. 단, 표시면(11a)의 형상은 다른 형상이어도 좋다.The
도 1에 나타내는 바와 같이, 면 광원 장치(100)는 얇은 판 형상의 면 발광 도광판(15), 광 반사 시트(17), 제 2 광원(18), 제 1 광원(101) 및 원통형 미러(102)를 가지고 있다. 원통형 미러(102)는 광로 변경 부재로서의 기능을 가지고 있다. 여기서, 제 2 광원(18) 및 제 1 광원(101)은 제 2 광원(18)으로부터 제 2 광선이 출사된 직후에서의 제 2 광선의 각도 강도 분포가, 제 1 광원(101)으로부터 제 1 광선이 출사된 직후에서의 제 1 광선의 각도 강도 분포보다 넓어지도록 선택된다.1, the planar
제 2 광원(18)의 제 2 광선 L11을 출사하는 발광부는 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(측면)(15c)에 대향 배치되어 있다. 제 2 광원(18)은 1개 이상, 바람직하게는, 복수의 발광 다이오드(LED) 소자를 y축 방향으로 등간격으로 배열한 광원 장치이다. 제 2 광원(18)은 광 입사면(15c)(제 3 면)의 z축 방향의 길이의 범위 내에 배치되어 있다. 즉, 제 2 광원(18)은 면 발광 도광판(15)의 두께의 범위 내에 배치되는 것이 바람직하다. 도 1에는, 제 2 광원(18)으로부터 출사한 제 2 광선 L11이, 직접 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)에 입사하는 경우가 나타내어져 있다. 그러나, 렌즈 등의 다른 광학 소자를 거쳐서 제 2 광선 L11을 광 입사면(15c)에 입사시켜도 좋다. 또, 출사란, 임의의 방향을 향해서 광을 발하는 것이다.The light emitting portion for emitting the second light ray L11 of the
제 1 광원(101)은 면 발광 도광판(15)의 표면(15a)의 반대측인 배면(15b)측(-z축 방향)에 배치되어 있다. 제 1 광원(101)은 1개 이상, 바람직하게는, 복수의 레이저 발광 소자를 y축 방향으로 등간격으로 배열한 광원 장치이다. 제 1 광원(101)의 제 1 광선 L12를 출사하는 발광부는 원통형 미러(102)의 광 반사면(102a)에 대향 배치되어 있다.The
원통형 미러(102)의 광 반사면(102a)은 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)과도 대향해서 배치되어 있다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 광 반사면(102a)을 xz 평면으로 절단한 경우의 단면 형상은 광 입사면(15c)측으로 오목형의 원호 형상이다. 또한, 광 반사면(102a)을 xy 평면으로 절단된 경우의 단면 형상은 y축 방향으로 연장되는 직선 형상이다. 또, 광 반사면(102a)은 원통형 미러(102)의 광 반사면이다. 광 입사면(15c)은 면 발광 도광판(15)의 단면(端面)이다. 또한, 원통형 미러(102)는 제 1 광 반사 부재이다.The
도 1 및 도 2에 나타낸 예에서는, 실시 형태 1에서의 원통형 미러(102)는 이심율(離心率) 0.47인 타원의 4분의 1 통 형상이다. 그 타원의 장축(長軸)은 x축과 평행하다. 또한, 원통형 미러(102)는 그 오목면측을 광 반사면(102a)으로 하고 있다. 광 반사면(102a)은 원통 또는 타원통을, 그 축(y축과 평행한 축)을 통과하는 평면에서 n개로 분할한 n분의 1 원통 형상(n는 1보다 큰 수)으로 할 수 있다.In the example shown in Figs. 1 and 2, the
원통형 미러(102)의 광 반사면(102a)에는, 예를 들면, 광을 반사하는 금속막의 층이 마련되어 있다. 광 반사면(102a)의 접선의 방향은 각 위치에 따라 다르다. 그 때문에, 광속(광선의 다발이며, 크기를 가지는 광선)이 광 반사면(102a)에 입사하면, 각 광선은 입사 위치에 따라 다른 출사 각도로 반사된다.On the
원통형 미러(102)의 기재는 아크릴 수지(예를 들면, PMMA)이다. 광 반사면(102a)은, 예를 들면 알루미늄을 증착한 면이다. 단, 원통형 미러(102)를 구성하는 재료 및 형상은 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기재에 가공성이 뛰어난 다른 수지나 금속을 채용하여도 좋다. 또한, 광 반사면(102a)에 증착하는 금속막에, 은 또는 금 등의 반사율이 높은 다른 금속을 채용하여도 좋다.The base of the
면 발광 도광판(15)은 표면(제 1 면)(15a), 배면(15b)(제 2 면) 및 복수의 측면(제 3 면)을 가지는 판 형상의 광학 부재이다. 배면(15b)은 표면(15a)과 대향하는 면이다. 복수의 측면은 표면(15a)의 변(단부(端部))과 배면(15b)의 변(단부(端部))을 연결하는 가늘고 긴 면이다. 면 발광 도광판(15)은 투광성의 광학 부재이다. 또한, 면 발광 도광판(15)은 배면(15b) 상에 복수의 미소 광학 소자(16)를 가지고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1에서는, 표면(15a)과 배면(15b)은 대략 평행하다. 또한, 표면(15a) 및 배면(15b)의 면은 xy 평면과 평행하다. 이후, 표면(15a) 및 배면(15b)과 평행한 면을 면 발광 도광판(15)의 기준 평면이라고 부른다.The surface light-emitting
면 발광 도광판(15)과 미소 광학 소자(16)는 광학 부재(14)를 구성하고 있다. 미소 광학 소자(16)는 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)으로부터 입사한 광선을 표면(15a)측으로 향하게 하는 기능을 가진다. 미소 광학 소자(16)가 점유하는 면적이 넓은 영역에서는, 표면(15a)으로 향하는 조명광 L14의 양이 많아진다. 미소 광학 소자(16)가 점유하는 면적이 넓은 영역이란, 예를 들면, 1개의 미소 광학 소자(16)가 넓은 영역(후술하는 도 4의 경우)이나, 미소 광학 소자(16)의 배열 밀도가 높은 영역(후술하는 도 5의 경우)이다. 이 때문에, 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)으로부터 +x 방향으로 멀어질수록, 미소 광학 소자(16)가 점유하는 면적이 증가하도록, 미소 광학 소자(16)의 단위 면적당의 개수 및 형상을 결정하는 것이 바람직하다.The planar light-emitting
또, 도 1 및 도 4에 나타내는 미소 광학 소자(16)의 형상 및 배치 위치에서의 개수는 일례이다. 도 1 및 도 4에 나타내는 미소 광학 소자(16)는 광 입사면(15c)으로부터 +x 방향으로 멀어질수록 미소 광학 소자(16)의 형상을 크게 함으로써, 미소 광학 소자(16)가 점유하는 면적을 크게 하고 있다. 도 5에 나타내는 미소 광학 소자(16)는, 미소 광학 소자(16)의 크기가 동일하고, 광 입사면(15c)으로부터 +x 방향으로 멀어질수록 미소 광학 소자(16)의 배열 밀도(단위 면적당의 개수)를 높게 하고 있다. 이와 같이, 미소 광학 소자(16)가 점유하는 면적은 미소 광학 소자(16)의 단위 면적당의 개수 및 형상에 의해 바꿀 수 있다.The number of
면 발광 도광판(15)의 표면(15a)은 액정 패널(11)의 표시면(11a)에 대해 평행하게 배치되어 있다. 면 발광 도광판(15)은 광 입사면(15c)으로부터 면 발광 도광판(15)의 중심으로 향해 소정의 길이의 각도 강도 분포 정형 영역(15e)(제 1 영역)을 구비하고 있다. 예를 들면, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)은 광 입사면(15c)으로부터 +x축 방향으로 20㎜의 영역이다. 각도 강도 분포 정형 영역(15e)에서, 면 발광 도광판(15)은 표면(15a) 및 배면(15b) 모두 미소 광학 소자(16)와 같은 광학 구조를 갖지 않고, 공기층에 접하고 있다. 광 입사면(15c)으로부터 각도 강도 분포 정형 영역(15e)으로 입사한 광은 공기층과의 계면에서 전반사되면서 +x축 방향으로 진행한다(전파한다). 공기층이란, 광학 부재를 둘러싸는 공기이다. 공기층과의 계면이란, 공기층과 접하고 있는 표면(15a), 배면(15b) 등이다. 면 발광 도광판(15)의 각도 강도 분포 정형 영역(15e)은 광 입사면(15c)으로부터 입사한 제 1 광선을 전파시키면서 제 1 광선의 각도 강도 분포를 넓게 하는 영역이다. 면 발광 도광판(15)은, 면 발광 도광판(15)의 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 통과한 직후에서의 제 1 광선의 각도 강도 분포와, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 통과한 직후에서의 제 2 광선의 각도 강도 분포가 대략 동등해지도록 구성되는 것이 바람직하다.The
면 발광 도광판(15)은 영역(15f)(제 2 영역)의 배면(15b)에 미소 광학 소자(16)를 가지고 있다. 영역(15f)은 각도 강도 분포 정형 영역(15e)의 +x축 방향에 인접하는 영역이다. 따라서, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)은 광 입사면(15c)과 영역(15f) 사이에 배치된다. 배면(15b)은 액정 패널(11)에 대해 반대측의 면이다. 미소 광학 소자(16)는 혼합 광선 L13을 조명광 L14로 바꾸는 기능을 가진다. 혼합 광선 L13은 면 발광 도광판(15)의 내부를 전파하는 제 2 광선 L11과 제 1 광선 L12가 혼합된 광선이다. 조명광 L14는 대략 +z축 방향으로 향해 출사하는 광이다. 조명광 L14는 액정 패널(11)의 배면(11b)을 향해 면 발광 도광판(15)으로부터 출사한다.The surface emitting
면 발광 도광판(15)은 투명 재료로 제작된 부품이다. 예를 들면, z축 방향의 두께가 4㎜인 얇은 판 형상의 부재이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)에는, 복수의 미소 광학 소자(16)가 구비되어 있다. 미소 광학 소자(16)는 -z축 방향으로 돌출한 반구 모양의 볼록 렌즈 형상의 소자이다.The surface light-emitting
또, 면 발광 도광판(15) 및 미소 광학 소자(16)의 재질은, 예를 들면, PMMA 등과 같은 아크릴 수지로 할 수 있다. 단, 면 발광 도광판(15) 및 미소 광학 소자(16)의 재료는 아크릴 수지로 한정되지 않는다. 면 발광 도광판(15) 및 미소 광학 소자(16)의 재료로서는, 광 투과율이 좋고, 성형 가공성이 뛰어난 재료가 채용될 수 있다. 예를 들면, 아크릴 수지 대신에, 폴리카보네이트 수지 등의 다른 수지 재료를 채용할 수 있다. 혹은, 면 발광 도광판(15) 및 미소 광학 소자(16)의 재질은 유리 재료를 채용할 수 있다. 또한, 면 발광 도광판(15)의 두께는 4㎜로 한정되는 것이 아니고, 액정 표시 장치(1)의 박형화 및 경량화를 고려하면, 두께가 얇은 면 발광 도광판(15)를 채용하는 것이 바람직하다.The material of the surface light-emitting
또한, 미소 광학 소자(16)의 형상은, 볼록 렌즈 형상으로 한정되지 않고, 미소 광학 소자(16)가 혼합 광선 L13을 대략 +z축 방향으로 반사하여 혼합 광선 L13이 액정 패널(11)의 배면(11b)을 향해 출사하는 기능을 가지는 부재이면 좋다. 혼합 광선 L13은 면 발광 도광판(15)의 내부를 +x축 방향으로 진행하는 광이다. 이 기능을 가지면, 미소 광학 소자(16)의 형상은 다른 형상이어도 좋다. 예를 들면, 미소 광학 소자(16)는 프리즘 형상 또는 랜덤인 요철 패턴 등이어도 좋다.The shape of the
혼합 광선 L13은 면 발광 도광판(15)과 공기층의 계면에서 전반사된다. 그리고, 혼합 광선 L13은 면 발광 도광판(15)의 내부를 전파한다. 혼합 광선 L13은 반사를 하면서 +x축 방향으로 진행한다. 그러나, 혼합 광선 L13이 미소 광학 소자(16)에 입사하면, 미소 광학 소자(16)의 곡면에서 반사되어 진행 방향을 바꾼다. 혼합 광선 L13의 진행 방향이 변화하면, 혼합 광선 L13 중에는, 면 발광 도광판(15)의 표면과 공기층의 계면에서의 전반사 조건을 만족하지 않게 되는 광선이 생긴다. 광선이 전반사 조건을 만족하지 않게 되면, 광선은 면 발광 도광판(15)의 발광면(15a)으로부터 액정 패널(11)의 배면(11b)으로 향해 출사된다.The mixed light ray L13 is totally reflected at the interface between the surface light-emitting
미소 광학 소자(16)의 배치 밀도는 면 발광 도광판(15) 위의 xy 평면 내의 위치에서 변화하고 있다. 배치 밀도란, 단위 면적당의 미소 광학 소자(16)의 수, 또는 단위 면적당의 미소 광학 소자(16)가 차지하는 면적(크기)이다. 미소 광학 소자(16)의 배치 밀도의 변화에 의해, 조명광 L14의 면내 휘도 분포를 제어할 수 있다. 조명광 L14는 면 발광 도광판(15)으로부터 출사되는 광이다. 또, 면내 휘도 분포란, 임의의 평면에서, 2차원으로 나타내어지는 위치에 대한 휘도의 고저를 나타내는 분포이다. 여기서의 면내란, 표면(15a) 또는 표시면(11a)이다.The arrangement density of the minute
면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)에는, 제 2 광원(18)으로부터 제 2 광선 L11이 입사되고, 제 1 광원(101)으로부터 제 1 광선 L12가 입사된다. 제 2 광선 L11의 축(즉, 제 2 광선 L11의 중심축)은 제 2 광원(18)으로부터 광 입사면(15c)으로 향해 대략 +x축 방향(도 1에서의 우측 방향)으로 향하고 있다. 이 때, 광선의 축(예를 들면, 「제 2 광선 L11의 축」)은 면 발광 도광판(15)의 기준 평면(도 1의 xy 평면)과 평행하다. 여기서, 제 2 광선 L11의 축이란, 광선의 임의의 평면에서의 각도 강도 분포의 가중 평균으로 되는 각도 방향의 축을 가리킨다. 가중 평균으로 되는 각도는 각 각도에 광의 강도를 가중하고 평균함으로써 구해진다. 광 강도의 피크 위치가 각도 강도 분포의 중심으로부터 어긋나 있는 경우, 광선의 축은 광 강도의 피크 위치의 각도로는 되지 않는다. 광선의 축은 각도 강도 분포의 면적 중의 중심 위치의 각도로 된다.The second light beam L11 is incident on the
제 1 광선 L12의 축은 제 1 광원(101)으로부터 대략 +z축 방향(도 1에서의 윗방향)으로 향하고 있다. 제 1 광선 L12는 제 2 광선 L11보다 좁은 각도 강도 분포를 가진다. 제 1 광선 L12의 축은 원통형 미러(102)에 의해 대략 +x축 방향으로 변환되고, 광 입사면(15c)으로 향한다. 원통형 미러(102)는 광로 변경 부재로서의 기능을 가진다.The axis of the first light beam L12 is directed from the first
원통형 미러(102)는 다음에 나타내는 2개의 기능을 가진다. 제 1 기능은 제 1 광선 L12의 축을 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 임의의 각도로 기울이는 기능이다. 기준 평면은 도 1의 xy 평면이다. 제 2 기능은 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포가 zx 평면과 평행한 면에서 임의의 형상으로 되도록, 제 1 광선 L12의 진행 방향 및 각도 강도 분포를 바꾸는 기능이다. zx 평면은 면 발광 도광판(15)의 기준 평면과 직교하는 평면이다. 이하, zx 평면과 평행한 면을 면 발광 도광판(15)의 두께 방향의 평면이라고 부른다.The
실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)는 제 2 광원(18)으로서 LED 소자를 이용하고 있다. LED 소자는 일반적으로 넓은 각도 강도 분포를 가지고 있다. 제 2 광원(18)으로부터 출사하는 제 2 광선 L11은, 면 발광 도광판(15)의 두께 방향의 평면(도 1의 z-x 평면)에서, 전각(全角)이 120도인 대략 램버트 분포의 각도 강도 분포를 가진다. 제 2 광선 L11은 각도 강도 분포를 바꾸는 일없이 입사면(15c)으로부터 면 발광 도광판(15)으로 입사된다.The surface
한편, 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)는 제 1 광원(101)으로서 레이저 발광 소자를 이용하고 있다. 레이저 발광 소자는 일반적으로 좁은 각도 강도 분포를 가지고 있다. 제 1 광원(101)으로부터 출사하는 제 1 광선 L12는, 면 발광 도광판(15)의 두께 방향의 평면(도 1의 zx 평면)에서, 전각이 7도인 대략 가우시안 분포의 각도 강도 분포를 가진다. 제 1 광선 L12는, 원통형 미러(102)를 거치는 것에 의해, 면 발광 도광판(15)의 두께 방향의 평면(도 1의 zx 평면)에서의 전각이 확장된다. 이 때문에, 원통형 미러(102)는 각도 강도 분포를 정형 부재로서의 기능도 가진다. 여기서, 각도 강도 분포의 전각이란, 광 강도가 최고 강도의 50%로 되는 방향의 각도(전각)를 가리킨다.On the other hand, the surface
도 1에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1의 면 광원 장치(100)에서, 제 1 광원(101)은 제 1 광선 L12가 z축에 대해 경사지도록 배치되어 있다. 또한, 원통형 미러(102)의 광 반사면(102a)은 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)에 대해 y축 회전으로 기울여 배치되어 있다. 이와 같이 제 1 광원(101) 및 광 반사면(102a)을 배치하는 이유는 다음의 3개이다. 제 1 이유는 원통형 미러(102)에 대해 광선 L12가 효율 좋게 입사하는 것이다. 제 2 이유는 제 1 광선 L12가 효율 좋게 면 발광 도광판(15) 내에 입사하는 것이다. 제 3 이유는 제 1 광선 L12의 축이 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 임의의 각도를 갖고, 또한, 제 1 광선 L12가 임의의 각도 강도 분포를 가지는 것이다.As shown in Fig. 1, in the surface
제 1 광원(101)과 광 반사면(102a)의 위치 관계 및 배치 각도는 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포, 제 1 광선 L12의 크기(직경), 원통형 미러(102)의 곡률 및 면 발광 도광판(15)의 두께 등에 따라 설정된다. 또한, 원통형 미러(102)와 면 발광 도광판(15)의 위치 관계 및 배치 각도는 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포, 제 1 광선 L12의 크기(직경), 원통형 미러(102)의 곡률 및 면 발광 도광판(15)의 두께 등에 따라 설정된다. 따라서, 각 조건이 상이한 경우는 각 부재의 위치 관계 및 배치 각도를 최적화할 필요가 있다.The positional relationship and arrangement angle between the first
도 6은 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포 정형 영역(15e)에서의 거동에 대해 설명하는 모식도이다. 또, 제 1 광선 L12의 거동을 명확하게 하기 위해, 도 6에서는, 제 2 광원(18)으로부터 출사하는 제 2 광선 L11은 생략한다.6 is a schematic diagram for explaining the behavior of the first light beam L12 in the angular intensity
제 1 광선 L12의 축은 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 임의의 각도의 기울기를 가지고 있다. 이 때문에, 제 1 광선 L12는 기울기를 갖고 각도 강도 분포 정형 영역(15e)에 입사된다. 이것에 의해, 면 발광 도광판(15)에 입사된 제 1 광선 L12는 각도 강도 분포 정형 영역(15e)의 표면(15a) 및 배면(15b)에서 반사를 반복하면서 +x축 방향으로 전파된다. 이 때, 제 1 광선 L12는 자신의 발산각에 의해 발산하면서 전파된다. 이 때문에, 제 1 광선 L12는, 면 발광 도광판(15)의 두께 방향의 평면(도 6의 zx 평면)에서, 면 발광 도광판(15)의 표면(15a) 및 배면(15b)에서 꺾이고, 면 발광 도광판(15)의 두께와 동등한 크기의 광 직경에 중첩된다. 이것에 의해, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)으로부터 영역(15f)으로 출사하는 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포는 각도 강도 분포 정형 영역(15e)에 입사했을 때의 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포와 이들을 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 대칭으로 꺾인 각도 강도 분포를 서로 더한 분포 형상으로 형상으로 된다.The axis of the first light ray L12 has an inclination at an arbitrary angle with respect to the reference plane of the surface light-emitting
도 7 및 도 8은 실시 형태 1에 있어서의 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포의 변화를 나타내는 도면이다. 도 7 및 도 8에서, 세로축은 광 강도(임의 단위(a.u.))를 나타내고, 가로축은 각도(도)를 나타낸다. 또, 각도를 나타내는 가로축 방향의 0도는 면 발광 도광판(15)의 기준 평면과 평행한 방향으로 한다.Figs. 7 and 8 are diagrams showing changes in the angular intensity distribution of the first ray L12 in the first embodiment. Fig. 7 and 8, the ordinate axis represents the light intensity (arbitrary unit (au)) and the abscissa axis represents the angle (degree). Incidentally, 0 degree in the horizontal axis direction indicating the angle is set in a direction parallel to the reference plane of the surface light-emission
제 1 광원(101)으로부터 출사했을 때, 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포의 전각은 7도이다. 제 1 광선 L12는 원통형 미러(102)에서 반사된다. 이것에 의해, 제 1 광선 L12의 축은 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 기울기를 가진다. 또한, 제 1 광선 L12는 원통형 미러(102)에 의해 각도 강도 분포를 넓힌 후, 면 발광 도광판(15)에 입사된다.When emitted from the first
도 7의 각도 강도 분포(500a)(가는 선)는 각도 강도 분포 정형 영역(15e)에 입사한 직후의 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포를 나타낸다. 도 7에 각도 강도 분포(500a)(가는 선)로서 나타내는 바와 같이, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)에 입사한 제 1 광선 L12는 광선의 축이 면 발광 도광판(15)의 기준 평면으로부터 11도의 기울기를 갖고, 전각이 약 45도인 각도 강도 분포를 가진다. 여기서, 광선의 축이란, 임의의 평면에서의 각도 강도 분포의 가중 평균으로 되는 각도 방향의 축을 가리킨다. 또한, 전각이란, 최고 강도의 50%의 강도에서의 각도(전각)를 가리킨다.The
제 1 광선 L12는 반사를 반복하여 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 전파하는 것에 의해 면 발광 도광판(15)의 표면(15a) 및 배면(15b)에서 꺾이고, 면 발광 도광판(15)의 두께와 동등한 크기의 광 직경에 중첩된다. 이것에 의해, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)으로부터 출사하는 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포는 각도 강도 분포(500a)(가는 선)와 각도 강도 분포(500b)(파선)를 서로 더한 각도 강도 분포(510)(태선)로 된다. 여기서, 각도 강도 분포(500b)(파선)는 (500a)(가는 선)를 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 대칭으로 꺾은 분포이다.The first light ray L12 is refracted by the reflection and propagates through the angular intensity
도 8은 면 발광 도광판(15)의 영역(15f)에 입사한 LED 소자의 광과 레이저 발광 소자 광의 각도 강도 분포를 비교한 도면이다. 제 2 광원(18)으로부터 출사한 전각 약 120도의 램버트 분포의 각도 강도 분포를 가지는 제 2 광선 L11은 각도 강도 분포를 바꾸는 일없이 면 발광 도광판(15)에 입사된다. 제 2 광선 L11은, 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)에서 굴절되기 때문에, 면 발광 도광판(15)에 입사한 제 2 광선 L11의 각도 강도 분포는 도 8의 각도 강도 분포(520)(흰 원 마크 「○ 마크」)로 나타나도록, 전각이 약 80도인 넓은 각도 강도 분포를 가진다.8 is a diagram comparing the angular intensity distribution of the light of the LED element incident on the
한편, 제 1 광원(101)으로부터 출사한 제 1 광선 L12는 제 2 광선 L11과 비교하여 좁은 각도 강도 분포를 가진다. 제 1 광원(101)으로부터 출사되는 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포의 전각은 약 7도이다. 제 1 광선 L12가, 제 2 광선 L11과 마찬가지로, 직접 면 발광 도광판(15)에 입사한 경우, 면 발광 도광판(15)에 입사한 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포는 도 8의 각도 강도 분포(50)(검은 사각 마크 「■ 마크」)와 같이 전각이 약 6도인 매우 좁은 각도 강도 분포를 가진다.On the other hand, the first light ray L12 emitted from the first
이와 같이, 제 2 광선 L11과 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포의 차이는 크다. 그러나, 실시 형태 1의 면 광원 장치(100)에서는, 제 1 광선 L12는 실린드리컬 미러(102) 및 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 거치는 것에 의해, 그 각도 강도 분포를 도 8의 각도 강도 분포(510)(검은 삼각 마크 ▲ 마크)에 나타내는 형상으로 정형된다. 이것에 의해, 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포(510)는 제 2 광선 L11의 각도 강도 분포(520)에 대략 동등한 형상으로 된다.Thus, the difference in angular intensity distribution between the second light ray L11 and the first light ray L12 is large. However, in the surface
제 2 광선 L11은, 예를 들면 청록색 광선이다. 제 1 광선 L12는, 예를 들면, 적색의 광선이다. 제 2 광선 L11 및 제 1 광선 L12의 양쪽은 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)으로부터 면 발광 도광판(15)으로 입사된다. 각도 강도 분포 정형 영역(15e)은 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)의 근방에 배치되어 있다. 각도 강도 분포 정형 영역(15e)은 제 2 광선 L11 및 제 1 광선 L12를 혼합하는 기능도 가진다. 제 2 광선 L11 및 제 1 광선 L12는 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 전파하는 것에 의해 혼합되고, 혼합 광선(예를 들면, 백색의 광선) L13으로 된다.The second light ray L11 is, for example, a cyan light ray. The first light beam L12 is, for example, a red light beam. Both the second light ray L11 and the first light ray L12 are incident on the surface-emitting
혼합 광선 L13은 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)에 구비된 미소 광학 소자(16)에 의해 조명광 L14로 변환된다. 조명광 L14는 대략 +z축 방향으로 진행하고, 액정 패널(11)의 배면(11b)을 향해 진행된다. 조명광 L14는 제 2 광학 시트(13) 및 제 1 광학 시트(12)를 투과하여 액정 패널(11)의 배면(11b)을 조사한다. 제 1 광학 시트(12)는 면 발광 도광판(15)의 표면(15a)으로부터 출사한 조명광 L14를 액정 패널(11)의 배면(11b)으로 향하게 하는 기능을 가진다. 제 2 광학 시트(13)는 조명광 L14에 의한 미세한 조명 얼룩 등의 광학적인 영향을 억제하는 기능을 가진다.The mixed light L13 is converted into the illumination light L14 by the
미소 광학 소자(16)는 면 발광 도광판(15)의 배면(15b) 중 영역(15f)에 배치되어 있다. 영역(15f)은 광 입사면(15c)으로부터 임의의 길이만큼 떨어진 위치에서 측면(15d)까지의 영역이다. 임의의 길이란, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)의 길이이다. 미소 광학 소자(16)가 배치된 영역(15f)의 면적은 액정 패널(11)의 유효 화상 표시 영역의 면적과 대략 동일하다. 그러나, 액정 패널(11)의 유효 화상 표시 영역의 면적보다 약간 큰 것이 바람직하다. 영역(15f)의 중심 위치는 액정 패널(11)의 유효 화상 표시 영역(xy 평면에 평행한 영역)의 중심 위치와 같다고 하는 것이 바람직하다. 또한, 영역(15f)의 중심 위치는 액정 패널(11)의 유효 화상 표시 영역의 중심 위치의 근방에 위치하여도 상관없다.The micro
이러한 구성에 의해, 면 발광 도광판(15)의 표면(15a)으로부터 출사한 조명광 L14는 액정 패널(11)의 유효 화상 표시 영역의 전역에 조명한다. 따라서, 액정 패널(11)의 표시면(11a)의 주변부가 어두워지는 것을 회피할 수 있다.With this configuration, the illumination light L14 emitted from the
면 광원 장치(100)는 광 반사 시트(17)를 가지고 있다. 광 반사 시트(17)는 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)과 대향하고 있다. 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)으로부터 출사한 광은, 광 반사 시트(17)에서 반사되고, 배면(15b)으로부터 면 발광 도광판(15)으로 입사되고, 면 발광 도광판(15)의 표면(15a)으로부터 출사하여, 조명광 L14로서 액정 패널(11)의 배면(11b)을 조명한다. 광 반사 시트(17)로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌텔레프탈레이트 등의 수지를 기재로 한 광 반사 시트를 이용할 수 있다. 또한, 광 반사 시트(17)로서는, 기판의 표면에 금속을 증착한 광 반사 시트를 이용하여도 좋다.The surface
도 9는 실시 형태 1에 따른 액정 표시 장치(1)의 제어계의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 액정 표시 장치(1)는 액정 패널(11), 액정 패널 구동부(22), 제 2 광원(18), 제 1 광원(101), 광원 구동부(23) 및 제어부(21)를 가지고 있다. 액정 패널 구동부(22)는 액정 패널(11)을 구동한다. 액정 패널 구동부(22)는 액정 패널 제어 신호에 근거하여 액정 패널(11)을 구동하고, 액정 패널(11)에 영상을 표시시킨다. 광원 구동부(23)는 제 2 광원(18) 및 제 1 광원(101)을 구동한다. 광원 구동부(23)는 광원 제어 신호에 근거하여 제 2 광원(18) 및 제 1 광원(101)을 구동하고, 액정 패널(11)에 표시되는 영상의 휘도를 조정한다. 제어부(21)는 액정 패널 구동부(22)의 동작 및 광원 구동부(23)의 동작을 제어한다. 제어부(21)는 입력된 영상 신호에 화상 처리를 실시하고, 입력된 영상 신호에 근거하는 액정 패널 제어 신호 및 광원 제어 신호를 생성한다. 제어부(21)는 액정 패널 제어 신호를 액정 패널 구동부(22)에 공급하고, 광원 제어 신호를 광원 구동부(23)에 공급한다.Fig. 9 is a block diagram schematically showing the configuration of the control system of the liquid
액정 패널 구동부(22)는 제어부(21)로부터 수취한 액정 패널 제어 신호에 근거하여, 액정 패널(11)의 액정층의 광 투과율을 화소 단위로 변화시킨다. 액정 패널(11)의 각 화소는, 예를 들면, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 3개의 부(副)화소(제 1 내지 제 3 부화소)로 구성되어 있다. 제 1 부화소는 적색의 광만을 투과하는 컬러 필터를 갖고, 제 2 부화소는 녹색의 광만을 투과하는 컬러 필터를 갖고, 제 3 부화소는 청색의 광만을 투과하는 컬러 필터를 가지고 있다.The liquid crystal
제어부(21)는 액정 패널 구동부(22)에, 액정 패널(11)의 각 부화소의 광 투과율을 제어시킴으로써, 액정 패널(11)에 컬러 화상을 표시시킨다. 바꾸어 말하면, 액정 패널(11)은 면 발광 도광판(15)으로부터 입사한 조명광 L14를 공간적으로 변조함으로써 화상광을 만들어 내고, 화상광을 표시면(11a)으로부터 출사한다. 여기서, 화상광이란, 화상 정보를 가지는 광이다.The
면 발광 도광판(15)은 각도 강도 분포가 다른 광선 L11, L12가 입사되고, 표면(15a)으로부터 출사한다. 이 경우, 제 2 광선 L11 및 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포의 차이는 면내 휘도 분포의 휘도 얼룩의 원인으로 된다. 또한, 제 2 광원(18) 및 제 1 광원(101)이 각각 다른 색 광을 발하므로, 이 경우, 면내 휘도 분포의 휘도 얼룩은 색 얼룩으로 되어 표시면(11a)에 나타나게 된다.The light-emitting planar light-
그러나, 실시 형태 1에 따른 면 발광 도광판(15)은, 원통형 미러(102)와 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 이용하여, 레이저 발광 소자로부터 출사하는 제 1 광선 L12의 매우 좁은 각도 강도 분포를, LED 소자로부터 출사하는 제 2 광선 L11의 각도 강도 분포와 대략 동등해지도록 정형한다. 이것에 의해, 면 발광 도광판(15)은 표시면(11a)에서의 색 얼룩의 발생을 억제하고 있다.However, the surface light-incidence side
청록색의 제 2 광선 L11 및 적색의 제 1 광선 L12는 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)에 입사된다. 광선 L11, L12는 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c) 근방에 마련된 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 전파하는 것에 의해 혼합되어 백색의 혼합 광선 L13으로 된다. 그 후, 혼합 광선 L13은 미소 광학 소자(16)에 의해 액정 패널(11)로 향해 면 발광 도광판(15)으로부터 출사된다.The second light ray L11 of cyan green and the first light ray L12 of red are incident on the
실시 형태 1에 따른 면 발광 도광판(15)에서는, 각 색 광선 L11, L12는 동등한 각도 강도 분포에서 미소 광학 소자(16)를 구비한 영역(15f)에 입사된다. 따라서, 면 발광 도광판(15)으로부터 출사되는 조명광 L14는, xy 평면에서, 색 얼룩이 없는 백색의 면 형상의 광을 출사한다. 또, 제어부(21)가 광원 구동부(23)를 제어하여, 제 2 광선 L11의 휘도와 제 1 광선 L12의 휘도의 비율을 조정할 수 있다.In the planar
액정 표시 장치(1)는 표시색의 색 순도를 높임으로써, 색 재현 범위를 넓힐 수 있다. 이 경우, 액정 표시 장치(1)는 액정 패널(11)의 컬러 필터의 투과 파장 대역의 폭을 좁게 설정해야 한다. 그러나, 투과 파장 대역의 폭을 좁게 설정하면, 컬러 필터를 투과하는 광의 투과광량은 감소한다. 이 때문에, 표시색의 색 순도를 높이고자 하는 경우, 컬러 필터를 투과하는 광의 투과광량의 감소에 의해서 휘도가 떨어진다고 하는 문제가 발생한다. 또, 종래 사용되고 있던 형광 램프는 적색 영역의 발광 스펙트럼의 피크가 오렌지색의 파장 영역에 있다. 마찬가지로, 황색 형광체를 이용한 백색의 LED도, 적색 영역의 발광 스펙트럼의 피크가 오렌지색의 파장 영역에 있다. 즉, 적색 영역의 파장의 피크는 적색 영역으로부터 어긋난 오렌지색의 영역에 있다. 특히, 적색에서 색 순도를 높이고자 하면, 투과광량이 매우 떨어져, 현저하게 휘도가 저하해 버린다.The liquid
실시 형태 1에 따른 액정 표시 장치(1)에서는, 제 2 광원(18)은 청록색의 제 2 광선 L11을 출사하는 LED 소자를 가지고 있다. 청록색의 제 2 광선 L11은 청색과 녹색의 광을 혼합하고 있다. 또한, 제 1 광원(101)은 적색의 제 1 광선 L12를 출사하는 단색의 레이저 발광 소자를 가지고 있다. 제 1 광선 L12의 스펙트럼은, 예를 들면, 640㎚ 부근에 피크를 가진다. 또한, 제 1 광선 L12의 파장 폭은 반치전폭에서 1㎚로 매우 좁고, 색 순도가 높다. 이와 같이, 제 1 광원(101)이, 적색의 레이저 발광 소자를 이용하는 것에 의해, 적색의 색 순도를 향상시킬 수 있다. 즉, 액정 표시 장치(1)는 표시색 색 재현 범위를 넓힐 수 있다.In the liquid
또, 실시 형태 1에서는, 제 1 광원(101)이 640㎚ 부근에 피크를 가지는 레이저 발광 소자를 가지는 경우를 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 제 1 광원(101)이, 보다 단파장측의 적색 레이저 발광 소자를 사용하는 것에 의해, 파장에 대한 시감도(視感度)가 오르기 때문에, 휘도/투입 전력의 비를 향상하는 것이 가능해져, 보다 소비 전력 저감 효과가 얻어진다. 또한, 보다 장파장측의 적색 레이저 발광 소자를 사용하는 것에 의해, 색 재현 범위를 넓혀 선명한 화상을 제공하는 것이 가능해진다.In
스펙트럼 폭이 매우 좁고 색 순도를 향상시키는 것이 가능한 레이저 발광 소자는 매우 좁은 각도 강도 분포를 가진다. 이 레이저 발광 소자와 넓은 각도 강도 분포를 가지는 LED 소자로부터 백색의 면 광원을 생성하는 면 광원 장치에서는, 레이저광의 좁은 각도 강도 분포 때문에, 색 얼룩이 문제로 된다.A laser light emitting device having a very narrow spectral width and capable of improving color purity has a very narrow angular intensity distribution. In a surface light source device that generates a white surface light source from this laser light emitting element and an LED element having a wide angle intensity distribution, color unevenness becomes a problem due to a narrow angle intensity distribution of the laser light.
그러나, 실시 형태 1에서의 액정 표시 장치(1)의 면 광원 장치(100)는, 레이저 제 1 광원(101)으로부터 출사한 제 1 광선 L12가 원통형 미러(102) 및 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 거치는 것에 의해, 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포가 LED 소자로부터 출사되는 제 2 광선 L11의 각도 강도 분포와 동등한 형상으로 정형된다. 이 때문에, 면 광원 장치(100)는 색 얼룩이 없는 백색의 면 형상의 광을 얻을 수 있다.However, in the surface
또, 조명광 L14는 제 1 광학 시트(12) 및 제 2 광학 시트(13) 등에서 반사되어 -z축 방향으로 진행하는 경우가 있다. 조명광 L14는 면 발광 도광판(15)으로부터 액정 패널(11)로 향해 출사된 광이다. 고휘도화 및 저소비 전력화를 실현하기 위해서는, 그러한 반사광을 다시 액정 패널(11)의 조명광으로서 이용할 필요가 있다. 실시 형태 1에 따른 액정 표시 장치(1)는 면 발광 도광판(15)의 -z축 방향측에 광 반사 시트(17)를 구비하고 있다. 광 반사 시트(17)는 -z축 방향으로 진행하는 광을 +z축 방향으로 향하게 한다. 이것에 의해, 액정 표시 장치(1)는 효율적으로 광을 이용할 수 있다.In addition, the illumination light L14 may be reflected by the first
이상에 설명한 바와 같이, 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)는 면 발광 도광판(15), 제 2 광원(18), 제 1 광원(101) 및 원통형 미러(102)를 구비하고 있다. 제 2 광원(18)은 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(측면)(15c)에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 제 1 광원(101)은 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)보다 배면(15b)측의 위치에 배치되어 있다. 원통형 미러(102)는 제 1 광선 L12를 광 입사면(15c)으 유도하는 광로 변경 부재로서의 기능을 가지고 있다. 이와 같이, 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)는 원통형 미러(102)를 이용하여 제 1 광선 L12의 진행 방향을 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)의 방향으로 바꾸고 있다. 이 때문에, 면 발광 도광판(15)의 두께 방향으로 나열되는 2종류의 광원을 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)에 대향하여 배치시킨 종래의 구성과 비교해서, 면 발광 도광판(15)의 두께를 얇게 할 수 있다.As described above, the surface
또한, 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)는 원통형 미러(102) 및 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 구비하고 있다. 그리고, 원통형 미러(102)는 제 1 광선 L12의 진행 방향 및 각도 강도 분포를 바꾸는 광로 변경 부재로서의 기능을 가지고 있다. 이 때문에, 면 광원 장치(100)는 영역(15f)에 입사하기 직전의 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포를, 영역(15f)에 입사하기 직전의 제 2 광선 L11의 각도 강도 분포에 근접시킬 수 있다. 영역(15f)은 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)측에 미소 광학 소자(16)를 구비하고 있다.In addition, the surface
이와 같이, 면 광원 장치(100)는 원통형 미러(102) 및 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 이용하여, 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포를 제 2 광선 L11의 각도 강도 분포에 근접시키고 있다. 이것에 의해, 제 2 광선 L11이 만들어 내는 조명광 L14의 면내 휘도 분포와, 제 1 광선 L12가 만들어 내는 조명광 L14의 면내 휘도 분포의 차이가 억제된다. 그리고, 면 광원 장치(100)는 조명광 L14의 색 얼룩을 저감할 수 있다. 조명광 L14는 면 발광 도광판(15)의 표면(15a)으로부터 출사하는 면 형상의 광이다. 또한, 조명광 L14는 제 2 광선 L11과 제 1 광선 L12를 서로 더한 백색의 광이다.As described above, the surface
또한, 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)를 가지는 액정 표시 장치(1)는 면 발광 도광판(15)의 두께가 얇아지므로, 박형화를 실현할 수 있다. 또한, 액정 표시 장치(1)는, 면 광원 장치(100)의 색 얼룩을 저감할 수 있으므로, 액정 패널(11)의 표시면(11a)의 색 얼룩을 저감하여 화질의 향상을 실현할 수 있다.Further, since the thickness of the surface emitting
실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)에 의하면, 제어부(21)는 광원 구동부(23)에, 제 1 광선 L12의 휘도 및 제 2 광선 L11의 휘도를 조정시킨다. 제어부(21)는 영상 신호에 근거하여 각 광원 L11, L12의 발광량을 조정한다. 이것에 의해, 액정 표시 장치(1)는 소비 전력을 저감할 수 있다.According to the surface
또한, 액정 표시 장치(1)는 광원에 적어도 1종류의 레이저 발광 소자를 채용하고 있다. 이것에 의해, 액정 표시 장치(1)는 색 재현 영역을 넓혀 선명하고 또한 색 얼룩이 없는 화상을 제공하는 것이 가능해진다.In the liquid
또, 면 광원 장치(100)는 제 2 광원(18)을 면 발광 도광판(15)의 측면(광 입사면(15c))에 배치하고, 제 1 광원(101)을 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)측에 배치하고 있다. 이와 같이 광원(18, 101)을 분리하여 배치하는 것에 의해, 면 광원 장치(100)는 각각의 광원(18, 101)이 발하는 열에 의한 국소적인 온도 상승을 완화할 수 있다. 이것에 의해, 면 광원 장치(100)는 주위 온도의 상승에 의한 광원(18, 101)의 발광 효율의 저하를 억제할 수 있다.The planar
상기의 설명에서는, 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)는 광선 L11, L12가 면 발광 도광판(15)의 짧은 변의 측면(광 입사면(15c))으로부터 입사하는 구성을 채용하고 있다. 그러나, 면 광원 장치(100)는 면 발광 도광판(15)의 긴 변의 측면을 광 입사면으로 하는 것도 가능하다. 이것은, 광원(18, 101)의 배열, 원통형 미러(102)의 위치, 미소 광학 소자(16)의 배열 및 미소 광학 소자(16)의 형상 등을 적절히 변경하는 것에 의해서 가능해진다.In the above description, the surface
또한, 상기의 설명에서는, 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)는 광선 L11, L12가 면 발광 도광판(15)의 하나의 측면(광 입사면(15c))으로부터 입사하는 구성을 채용하고 있다. 그러나, 면 광원 장치(100)는 면 발광 도광판(15)의 대향하는 2개의 측면(예를 들면, 광 입사면(15c)과 그것에 대향하는 면(15d))을 광 입사면으로 하는 것도 가능하다. 이것은, 광원(18, 101)의 배열, 원통형 미러(102)의 위치, 미소 광학 소자(16)의 배열 및 미소 광학 소자(16)의 형상 등을 적절히 변경하는 것에 의해서 가능해진다.In the above description, the surface
또한, 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)의 광원 구동부(23)는 화상 신호에 근거하여 제 2 광원(18)의 출력 및 제 1 광원(101)의 출력을 개별적으로 제어하고 있다. 이 때문에, 면 광원 장치(100)는 소비 전력을 저감할 수 있다. 또한, 면 광원 장치(100)는 미광을 저감하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있다. 왜냐하면, 여분의 광을 저감함으로써, 미광을 저감할 수 있기 때문이다. 또, 미광이란, 광학 기기 내에서, 정규의 광로 이외를 지나가는 광이기 때문에, 희망하는 용도에 유해한 광이다.The
실시 형태 1에 따른 액정 표시 장치(1)는, 제 2 광원(18)에 청록색의 LED 소자를 채용하고, 제 1 광원(101)에 적색의 레이저 발광 소자를 채용하는 구성으로 하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 복수의 다른 광원을 구비하는 액정 표시 장치에서, 넓은 각도 강도 분포를 가지는 광원과 좁은 각도 강도 분포를 가지는 광원을 구비하는 경우에, 본 발명을 적용할 수 있다.The liquid
예를 들면, 제 2 광원(18)에 청록색 광을 방사하는 형광 램프를 채용하고, 제 1 광원(101)에 적색의 레이저 발광 소자를 채용하는 구성에서도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, 형광 램프와 레이저 발광 소자에 의해 백색의 광을 생성할 수 있다. 또한, 제 2 광원(18)에 청색의 LED 소자와 적색의 LED 소자를 채용하고, 제 1 광원(101)에 녹색의 레이저 발광 소자를 채용하는 구성에서도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, LED 소자와 레이저 발광 소자에 의해 백색의 광을 생성할 수 있다. 또, 제 2 광원(18)에 녹색의 LED 소자를 채용하고, 제 1 광원(101)에 청색의 레이저 발광 소자와 적색의 레이저 발광 소자를 채용할 수도 있다.For example, the present invention can be applied to a configuration in which a fluorescent lamp that emits cyan light is used for the second
또한, 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)는 원통형 미러(102)를 광로 변경 부재로서 채용하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 광로 변경 부재는 다음의 2개의 기능을 가지면 다른 소자를 채용하여도 좋다. 제 1 기능은 제 1 광선 L12의 축을 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 임의의 각도로 기울이는 기능이다. 제 2 기능은 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포를 임의의 각도로 넓히는 기능이다.Further, the surface
예를 들면, 광로 변경 부재는 볼록면 형상의 원통형 미러를 채용할 수 있다. 또한, 광로 변경 부재는 단면이 다각형 형상인 광 반사 미러를 채용할 수 있다. 또한, 광로 변경 부재는 표면에 랜덤인 요철 형상을 가지는 반사막을 가진 부재를 채용할 수 있다.For example, the optical path changing member can employ a convex cylindrical mirror. Further, the optical path changing member may employ a light reflecting mirror whose cross section is a polygonal shape. Further, the optical path changing member may employ a member having a reflecting film having a random concavo-convex shape on the surface.
또, 제 1 기능 및 제 2 기능은, 제 1 광선 L12가 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 전파한 후에, 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포가 제 2 광선 L11의 각도 강도 분포와 근사하기 위해서 필요한 기능이다. 즉, 임의의 각도 강도 분포 형상이란, 제 1 광선 L12가, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 통과한 후에, 제 2 광선 L11의 각도 강도 분포와 근사하기 위해서 필요한, 광로 변경 부재를 출사한 후의 제 1 광선 L12의 각도 강도 분포 형상이다. 또한, 임의의 경사각이란, 제 1 광선 L12가, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 통과한 후에, 제 2 광선 L11의 각도 강도 분포와 근사하기 위해서 필요한, 광로 변경 부재를 출사한 후의 제 1 광선 L12의 경사각이다.In addition, the first function and the second function may be such that, after the first light beam L12 propagates through the angular intensity
또한, 상기의 설명에서는, 면 광원 장치(100)를 액정 표시 장치(1)의 백라이트 유닛으로서 이용한 경우에 대해 설명했지만, 면 광원 장치를 조명용 등의 다른 용도로 이용하여도 좋다.
In the above description, the case in which the surface
(실시 형태 2)(Embodiment 2)
도 10은 실시 형태 2에 따른 액정 표시 장치(2)(면 광원 장치(200)을 포함함)의 일례의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 또한, 도 11은 실시 형태 2에 따른 액정 표시 장치(3)(면 광원 장치(300)를 포함함)의 다른 예의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 10 및 도 11에 있어서, 도 1(실시 형태 1)에서 나타내어진 구성요소와 동일 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 부호를 부여한다. 실시 형태 2에 따른 면 광원 장치(200 및 300)는 광원용 도광 부재(210)를 구비하는 점에서, 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)와 상이하다.10 is a cross-sectional view schematically showing an exemplary configuration of a liquid crystal display device 2 (including a surface light source device 200) according to the second embodiment. 11 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of another example of the liquid crystal display device 3 (including the surface light source device 300) according to the second embodiment. In Figs. 10 and 11, the same reference numerals are assigned to the same or corresponding components as those shown in Fig. 1 (Embodiment 1). The surface
도 10에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 2에 따른 액정 표시 장치(2 및 3)는 액정 패널(11), 제 1 광학 시트(12), 제 2 광학 시트(13), 면 발광 도광판(15), 광 반사 시트(17), 제 2 광원(18), 제 1 광원(201), 광원용 도광 부재(210), 및 원통형 미러(202)를 가지고 있다. 면 발광 도광판(15)은, 실시 형태 1과 마찬가지로, 배면(15b)에 미소 광학 소자(16)를 가지고 있다. 이러한 구성요소(11, 12, 13, 15, 17, 210)는 액정 표시 장치(2 및 3)의 두께 방향(z축 방향)으로 순서대로 배열되어 있다.10, the liquid
제 2 광원(18)은, 실시 형태 1에서의 제 2 광원(18)과 마찬가지로, 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(측면)(15c)의 z축 방향의 길이(즉, 면 발광 도광판(15)의 두께)의 범위 내에 배치되어 있다. 제 2 광원(18)으로부터 출사한 제 2 광선 L21은 넓은 각도 강도 분포를 가지고 있다. 실시 형태 2의 제 2 광원(18)으로부터 출사하는 제 2 광선 L21의 각도 강도 분포는 전각이 120도인 대략 램버트 분포이다. 제 2 광원(18)으로부터 출사한 제 2 광선 L21은 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)을 향해(대략 +x축 방향으로) 진행하고, 광 입사면(15c)으로부터 면 발광 도광판(15)으로 입사된다. 제 2 광원(18)은, 예를 들면, 복수의 LED 소자를 직선 상에 등간격으로 나열된 광원 장치이다. 단, 제 2 광원(18)의 구성은 직선 상이나 등간격 등의 구성으로 한정되지 않고, 다른 구성을 취할 수도 있다.The second
제 1 광원(201)으로부터 출사하는 제 1 광선 L22는 제 2 광선 L21에 대해 좁은 각도 강도 분포를 가진다. 실시 형태 2의 제 1 광원(201)으로부터 출사하는 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포는 전각이 약 6도인 대략 가우시안 분포이다. 제 1 광원(201)은, 실시 형태 1에서의 제 1 광원(101)과 마찬가지로, 복수의 레이저 발광 소자를 직선 상에 등간격으로 나열된 광원 장치이다. 단, 제 1 광원(201)의 구성은 직선 상이나 등간격 등의 구성으로 한정되지 않고, 다른 구성을 취할 수도 있다. 제 1 광원(201)은 광 반사 시트(17)의 배면(15b)측(-z축 방향)에 배치되어 있다. 또한, 제 1 광원(201)은 광원용 도광 부재(210)의 광 입사면(210a)에 대향하여 배치되어 있다.The first light beam L22 emerging from the first
광원용 도광 부재(210)는 xy 평면에 평행하게 배치된 직방체의 판 형상부(211)와, xy 평면에 대해 약 45도의 경사를 가진 경사면(210b)을 가지는 광 꺽임부(212)로 구성되어 있다. 경사면(210b)은 y축을 통해 x-y 평면에 대해 약 45도의 경사를 가지는 평면에 대해서 평행하다. 광원용 도광 부재(210)는, 예를 들면, 두께 1㎜의 판 형상의 부재이다. 광원용 도광 부재(210)는, 예를 들면, PMMA 등의 아크릴 수지로 이루어지는 투명 재료로 제작되고 있다.The
제 1 광원으로부터 출사되는 제 1 광선 L22는 전각이 약 6도인 각도 강도 분포를 가진다. 제 1 광선 L22는 광원용 도광 부재(210)에 입사되는 것에 의해 전각이 약 5도인 각도 강도 분포의 광으로 된다. 제 1 광선 L22의 모두가, 광원용 도광 부재(210)의 경사면(210b)에서 전반사되도록, 경사면(210b)에 대한 제 1 광선 L22의 입사각을 조정한다. 이것에 의해, 광원용 도광 부재(210)에서의 광 손실은 억제된다.The first light beam L22 emitted from the first light source has an angular intensity distribution with an overall angle of about 6 degrees. The first light beam L22 is incident on the light-guiding
예를 들면, 굴절률 1.49의 아크릴 수지 부재로부터 굴절률 1.00의 공기층으로 광선이 입사하는 경우에는, 전반사 조건을 만족하는 임계각 θt는 스넬의 법칙으로부터 다음에 나타내는 식 (1)로 나타내어진다.For example, when a ray of light enters an air layer having a refractive index of 1.00 from an acrylic resin member having a refractive index of 1.49, the critical angle &thetas; t satisfying the total reflection condition is expressed by the following equation (1) from Snell's law.
제 1 광선 L22의 각도 강도 분포의 전각이 5도(반각은 2.5도)인 경우, 경사면(210b)에 대한 제 1 광선 L22의 입사각은 (θt+2.5)도 이상이 바람직하다. 임계각 θt가 약 42.16도로 되기 위해, 경사면(210b)에 대한 제 1 광선 L22의 입사각은 44.7도 이상이 바람직하다.When the full angle of the angular intensity distribution of the first ray L22 is 5 degrees (half angle is 2.5 degrees), the angle of incidence of the first ray L22 with respect to the
도 10에 나타내는 바와 같이, 광원용 도광 부재(210)는 광 입사면(210a), 경사면(210b) 및 광 출사면(210c)를 가지고 있다. 광 출사면(210c)은 원통형 미러(202)의 광 반사면(202a)에 대향하고 있다. 경사면(210b)은 xy 평면에 대해 약 45도의 각도로 경사져 있다. 경사면(210b)은 제 1 광선 L22의 진행 방향을 -x축 방향으로부터 대략 +z축 방향으로 변경한다. 즉, 제 1 광선 L22는 경사면(210b)에서 반사되고, 진행 방향을 대략 +z축 방향으로 바꾼다. 제 1 광선 L22의 굴절은, 광원용 도광 부재(210)와 공기층의 계면에서의 굴절률차에 의해 생긴다.As shown in Fig. 10, the light-guiding
제 1 광선 L22는 제 1 광원(201)으로부터 출사된다. 제 1 광선 L22는 광원용 도광 부재(210)의 광 입사면(210a)으로부터 광원용 도광 부재(210)로 입사된다. 제 1 광선 L22는, 광원용 도광 부재(210)와 공기층의 계면에서 전반사되고, 광원용 도광 부재(210) 내를 -x축 방향으로 진행한다. 제 1 광선 L22는, 경사면(210b)에 도달하고, 경사면(210b)에서 반사되어 대략 +z축 방향으로 진행 방향을 바꾼다. 진행 방향을 바꾼 제 1 광선 L22는, 광 출사면(210c)으로부터 출사한 후에, 원통형 미러(202)에서 반사되어 광 입사면(15c)으로부터 면 발광 도광판(15)으로 입사된다. 원통형 미러(202)는 광로 변경 부재로서의 기능을 가진다.The first light beam L22 is emitted from the first
원통형 미러(202)의 광 반사면(202a)은 도 1에 나타내는 원통형 미러(102)의 광 반사면(102a)과 동일한 형상 및 기능을 가진다. 광 출사면(210c)으로부터 출사한 제 1 광선 L22는 원통형 미러(202)의 광 반사면(202a)으로 향해 진행한다. 광원용 도광 부재(210)를 전반사하면서 전파되는 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포는 보존된다. 이 때문에, 광 출사면(210c)으로부터 출사한 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포는 전각이 약 6도이다. 즉, 제 1 광원(201)으로부터 출사한 직후의 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포와 동일하다. 원통형 미러(202)에 입사한 제 1 광선 L22는, 광 반사면(202a)에서 반사되고, 진행 방향을 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)으로 향한다(대략 +x축 방향을 향한다).The
제 2 광원(18)으로부터 출사하는 제 2 광선 L21은 광 입사면(15c)으로부터 면 발광 도광판(15)으로 입사된다. 마찬가지로, 제 1 광원(201)으로부터 출사하는 제 1 광선 L22는 광 입사면(15c)으로부터 면 발광 도광판(15)으로 입사된다. 제 2 광선 L21은 제 2 광원(18)으로부터 대략 +x축 방향(도 10에서의 우측 방향)으로 광 입사면(15c)으로 향해 출사된다. 이 때, 제 2 광선 L21의 축은 면 발광 도광판(15)의 기준 평면(도 10의 xy 평면)과 대략 평행하다.The second light beam L21 emitted from the second
제 1 광선 L22는 광원용 도광 부재(210) 내를 전파하고, 원통형 미러(202)의 광 반사면(202a)에서 반사되어 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)으로 향해 출사된다. 이 때, 원통형 미러(202)는 다음에 나타내는 2개의 기능을 가진다. 제 1 기능은 제 1 광선 L22의 축을 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 임의의 각도로 기울이는 기능이다. 기준 평면은 도 10의 xy 평면이다. 제 2 기능은 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포가 zx 평면과 평행한 면에서 임의의 형상으로 되도록, 제 1 광선 L22의 진행 방향 및 각도 강도 분포를 바꾸는 기능이다. zx 평면은 면 발광 도광판(15)의 기준 평면과 직교하는 평면이다. 이하, zx 평면과 평행한 면을 면 발광 도광판(15)의 두께 방향의 평면이라고 부른다. 여기서, 광선의 축이란, 광선의 임의의 평면에서의 각도 강도 분포의 가중 평균으로 되는 각도 방향의 축을 가리킨다. 가중 평균으로 되는 각도는 각 각도에 광의 강도를 가중하여 평균함으로써 구할 수 있다. 광 강도의 피크 위치가 각도 강도 분포의 중심으로부터 어긋나 있는 경우, 광선의 축은 광 강도의 피크 위치의 각도로는 되지 않는다. 광선의 축은 각도 강도 분포의 면적 중의 중심 위치의 각도로 된다.The first light beam L22 propagates in the
제 1 광선 L22는 각도 강도 분포 정형 영역(15e)에서, 실시 형태 1의 제 1 광선 L12와 마찬가지로 행동한다. 제 1 광선 L22는 원통형 미러(202)에서 반사된 후, 면 발광 도광판(15)에 입사된다. 제 1 광선 L22의 축은 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 임의의 각도로 경사져 있다. 제 1 광선 L22는 이 각도를 가지면서 각도 강도 분포 정형 영역(15e) 내를 +x축 방향으로 전파한다.The first ray L22 acts in the angular intensity
제 1 광선 L22는 각도 강도 분포 정형 영역(15e)의 표면(15a)과 배면(15b)에서 반사를 반복하면서 전파된다. 이 때, 제 1 광선 L22는 자신의 발산각에 의해 발산하면서 전파한다. 이 때문에, 제 1 광선 L22는 면 발광 도광판(15)의 두께 방향의 평면(도 10의 zx 평면)에서 다중으로 폴딩된다. 즉, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)의 표면(15a)과 배면(15b)에서 꺾이고, 면 발광 도광판(15)의 두께와 동등한 크기의 광 직경에 중첩된다. 이것에 의해, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)으로부터 영역(15f)으로 출사하는 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포는, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)에 입사했을 때의 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포와 이것을 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 대칭으로 꺾은 각도 강도 분포를 서로 더한 분포 형상으로 된다.The first light ray L22 is propagated while repeating reflections on the
제 2 광원(18)으로부터 출사한 제 2 광선 L21은 각도 강도 분포를 바꾸는 일없이 면 발광 도광판(15)에 입사된다. 이 때문에, 면 발광 도광판(15) 내에 입사한 직후의 제 2 광선 L21은 넓은 각도 강도 분포를 가진다. 한편, 제 1 광원(201)으로부터 출사한 제 1 광선 L22는 제 2 광선 L21에 대해 좁은 각도 강도 분포를 가진다. 좁은 각도 강도 분포의 제 1 광선 L22가 면 발광 도광판(15)에 입사하면, 면 발광 도광판(15) 내에서 2종류의 광선 L21, L22의 각도 강도 분포의 차이가 커진다. 그러나, 실시 형태 2의 면 광원 장치(200)는 원통형 미러(202) 및 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 이용하여, 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포를 제 2 광선 L21의 각도 강도 분포에 대략 동등한 형상으로 할 수 있다.The second light beam L21 emitted from the second
제 2 광원(18)으로부터 출사하는 제 2 광선 L21은, 예를 들면, 청록색의 광선이다. 제 1 광원(201)으로부터 출사하는 제 1 광선 L22는, 예를 들면, 적색의 광선이다. 제 2 광선 L21은 광 입사면(15c)으로부터 면 발광 도광판(15)으로 입사된다. 또한, 제 1 광선 L22는 광 입사면(15c)으로부터 면 발광 도광판(15)으로 입사된다. 각도 강도 분포 정형 영역(15e)은 제 2 광선 L21과 제 1 광선 L22를 혼합하는 기능도 가진다. 2종류의 광선 L21, L22는 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 전파하는 것에 의해 혼합되고, 혼합 광선 L23으로 된다. 혼합 광선 L23은, 예를 들면, 백색의 광선이다. 또, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)은 광 입사면(15c)의 근방에 배치되어 있다.The second light ray L21 emitted from the second
혼합 광선 L23은 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)에 구비된 미소 광학 소자(16)에 의해 조명광 L24로 변환된다. 조명광 L24는 대략 +z축 방향으로 진행하고, 액정 패널(11)의 배면(11b)으로 향해 진행된다. 조명광 L24는 제 2 광학 시트(13) 및 제 1 광학 시트(12)를 투과하여 액정 패널(11)의 배면(11b)을 조사한다. 제 1 광학 시트(12)는 면 발광 도광판(15)의 발광면(15a)으로부터 출사된 조명광 L24를 액정 패널(11)의 배면(11b)으로 향하게 하는 기능을 가진다. 제 2 광학 시트(13)는 조명광 L24에 의한 미세한 조명 얼룩 등의 광학적 영향을 억제하는 기능을 가진다.The mixed light beam L23 is converted into the illumination light L24 by the
광 반사 시트(17)는 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)에 대향 배치되어 있다. 혼합 광선 L23 중 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)으로부터 출사한 광은, 광 반사 시트(17)에서 반사되어 꺾이고, 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)으로 향해서 진행된다. 그 후, 그 광은, 면 발광 도광판(15)을 통과하고, 발광면(15a)으로부터 액정 패널(11)의 배면(11b)으로 향해 조명광 L24로서 출사된다. 또한, 혼합 광선 L23 중, 미소 광학 소자(16)에 입사한 광선도 조명광 L24로서 출사된다.The
또, 상기의 설명에서는, 광원용 도광 부재(210)의 경사면(210b)은 xy 평면에 대해 약 45도의 각도로 경사져 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 경사면(210b)에 대한 제 1 광선 L22의 입사각은 상술한 임계각 θt 및 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포의 반각으로부터 구해지는 전반사의 조건으로부터 설정할 수 있다. 또한, 제 1 광선 L22의 최적인 광로를 만들기 위해서, 광 출사면(210c), 원통형 미러(202) 및 면 발광 도광판(15) 등의 구성요소와 경사면(210b)의 위치 관계에 의해서 경사면(210b)의 경사각을 변경하여도 좋다. 또한, 제 1 광선 L22의 최적인 광로를 만들기 위해서, 경사면(210b)의 경사각 대신에 원통형 미러(202)의 배치 위치 및 형상을 변경하여도 좋다.In the above description, the
경사면(210b)의 경사각이나 원통형 미러(202)의 배치 위치 등의 조정은 다음의 3개의 목적을 위해서 행한다. 제 1 목적은 제 1 광선 L22를 원통형 미러(202) 및 면 발광 도광판(15)에 효율 좋게 입사시키기 위해서이다. 제 2 목적은, 면 발광 도광판(15)에 입사한 직후의 제 1 광선 L22의 축이, 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 임의의 각도로 기울이는 것이다. 제 3 목적은 면 발광 도광판(15)에 입사한 직후의 제 1 광선 L22가 임의의 각도 강도 분포를 가지는 것이다.Adjustment of the inclination angle of the
제 1 광원(201)과 원통형 미러(202)의 위치 관계 등은 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포, 제 1 광선 L22의 광속의 크기(직경), 원통형 미러(202)의 곡률 및 면 발광 도광판(15)의 두께 등에 따라 설정된다. 또한, 원통형 미러(202)와 면 발광 도광판(15)의 위치 관계 등은 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포, 제 1 광선 L22의 광속의 크기(직경), 원통형 미러(202)의 곡률 및 면 발광 도광판(15)의 두께 등에 따라 설정된다. 따라서, 각 조건이 다른 경우는 각 부재의 위치 관계 등을 최적화할 필요가 있다. 위치 관계 등이란, 각 구성요소의 배치 위치 및 광 반사면의 기울기 등에서, 광선의 광로를 결정하는 각 구성요소끼리의 관계이다.The positional relationship between the first
또한, 도 10에서, 광원용 도광 부재(210)는 면 발광 도광판(15)과 평행하게 배치되어 있다. 또한, 제 1 광선 L22는 제 1 광원(201)으로부터 면 발광 도광판(15)으로 평행한 방향으로 출사되고 있다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.10, the light-guiding
예를 들면, 도 11에 나타내는 면 광원 장치(300)에서는, 광원용 도광 부재(210)의 광 입사면(210a)은 광 반사 시트(17)로부터 보다 떨어지도록 배치되어 있다. 즉, 광원용 도광 부재(210)는 xy 평면에 대해 경사져 있다. 이것에 의해, 제 1 광원(201)이나 그 주변의 부재가 큰 경우에서도, 광원용 도광 부재(210)의 광 출사단(210c)의 위치를 원통형 미러(202)에 근접시켜 배치할 수 있다. 이 때문에, 광 출사단(210c)으로부터 출사한 제 1 광선 L22가 원통형 미러(202)에 입사할 때까지 생기는 얻는 광 손실을 억제할 수 있다. 제 1 광원(201)의 주변의 부재란, 예를 들면 제 1 광원(201)의 유지 부재 등이다.For example, in the surface
또, 광원용 도광 부재(210)를 면 발광 도광판(15)에 대해 기울여 배치하는 경우, 제 1 광원(201)은 제 1 광선 L22의 축이 광원용 도광 부재(210)와 평행하게 되도록 배치된다. 이것에 의해, 광 꺾임부(212)에서의 광 반사 각도의 제어가 용이해진다. 또, 제 1 광원(201)은 광원용 도광 부재(210)의 광 입사면(210a)과 대향하여 배치되어 있다.In the case where the
또한, 경사면(210b)의 경사각은 다음에 나타내는 3개의 요건을 고려하여 결정된다. 제 1 요건은 광 꺾임부(212)에 입사하는 제 1 광선 L22의 축의 방향에 대한 광 꺾임부(212)로부터 출사하는 제 1 광선 L22의 축의 방향이다. 제 2 요건은 원통형 미러(202)에 입사하는 제 1 광선 L22의 축의 방향에 대한 원통형 미러(202)로부터 출사하는 제 1 광선 L22의 축의 방향이다. 제 3 요건은 경사면(210b)에 입사하는 제 1 광선 L22가 경사면(210b)에서 전반사의 조건을 만족하는 것이다. 이러한 3요건을 만족하고 제 1 광선 L22의 축과 경사면(210b)의 각도를 설정함으로써, 경사면(210b)에서의 광 손실을 억제하는 것이 가능해진다.The inclination angle of the
또한, 실시 형태 2에서의 광원용 도광 부재(210)의 박형화는 원통형 미러(202)의 소형화로 이어진다. 이것은 경사면(210b)으로부터 출사하는 선 형상의 광의 두께가 얇아지기 때문이다. 즉, x축 방향에서의 광선의 직경이 작아지기 때문이다. 또한, 광원용 도광 부재(210)의 박형화는 면 발광 도광판(15)의 박형화로도 이어진다. 이것은, 원통형 미러(202)의 z축 방향의 치수가 작아지기 때문이다. 그 때문에, 두께가 얇은 광원용 도광 부재(210)를 이용하는 것이 바람직하다. 그러나, 두께를 얇게 하면 광원용 도광 부재(210)의 강성이 저하하기 때문에, 광원용 도광 부재(210)의 강성이 너무 저하하지 않는 범위에서 박형화하는 것이 바람직하다.Further, the thinning of the
광원용 도광 부재(210)로부터 원통형 미러(202)로 향해 출사되는 제 1 광선 L22는, 광원용 도광 부재(210)를 진행하는 것에 의해, zx 평면에서 광원용 도광 부재(210)의 두께와 동일한 두께의 선 형상의 광으로 된다. 또한, 제 1 광선 L22는, 광원용 도광 부재(210)를 진행할 때, 광 출사면(210c) 및 광 출사면(210c)과 대향하는 면(210f)에서 반사되면서 -x축 방향으로 진행한다. 이 때문에, 광 출사단(210c)으로부터 출사하는 제 1 광선 L22는 제 1 광원(201)으로부터 출사한 직후의 각도 강도 분포와 거의 동일한 각도 강도 분포를 가지는 광선으로 된다. 즉, 광 출사단(210c)으로부터 출사하는 제 1 광선 L22는 광원용 도광 부재(210)로부터 출사하는 2차 광원으로 간주할 수 있다.The first light ray L22 emitted from the light source
한편, 원통형 미러(202)의 광 반사면(202a)의 zx 평면에 의한 단면은 오목의 원호 형상을 하고 있다. 이 경우, 이 광 반사면(202a)의 원호 형상의 접선과 제 1 광선 L22의 광속을 구성하는 각 광선이 이루는 각도는 일정한 폭을 가지는 값으로 된다. 즉, 광 반사면(202a)은 평행광을 넓히는 효과를 가진다. 따라서, 실시 형태 2의 면 광원 장치(200, 300)는 원통형 미러(202)에 의해서 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포의 전각을 넓히는 것이 가능해진다.On the other hand, the cross section of the
또, 광원용 도광 부재(210)는 투명 부재에 한정되지 않는다. 광원용 도광 부재(210)의 기능은 제 1 광선 L22를 원통형 미러(202)로 유도하는 것이다. 이 기능을 가지는 구성이면, 광원용 도광 부재(210)는 다른 구성으로 하고 있어도 좋다. 예를 들면, 경사면(210b)에 알루미늄 증착 등을 실시하고, 경사면(210b)을 광 반사 미러로 하여도 좋다. 또한, 광 꺾임부(212)를 대신하는 평면 미러를 이용하여, 광원용 도광 부재(210)를 도광부(211)와 평면 미러로 구성하여도 좋다. 또한, 광원용 도광 부재(210)를 도광부(211)만의 구성으로 하고, 도광부(211)로부터 출사한 제 1 광선 L22가 직접 원통형 미러(202)에 입사하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 광원용 도광 부재(210)를 도광부(211)와 광 꺾임부(212)를 대신하는 평면 미러로 구성하여도 좋다.Further, the light-guiding
또한, 실시 형태 2에서는, 광원용 도광 부재(210)의 직후에 광로 변경 부재로서의 원통형 미러(202)를 구비하는 구성으로 했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 광로 변경 부재는 다음의 2개의 기능을 가지면 다른 소자를 채용하여도 좋다. 제 1 기능은 제 1 광선 L22의 축을 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 임의의 각도로 기울이는 기능이다. 제 2 기능은 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포를 임의의 각도로 넓히는 기능이다.In the second embodiment, the
예를 들면, 광로 변경 부재는 볼록면 형상의 원통형 미러를 채용할 수 있다. 또한, 광로 변경 부재는 단면이 다각 형상인 광 반사 미러를 채용할 수 있다. 또한, 광로 변경 부재는 표면에 랜덤인 요철 형상을 가지는 반사막을 가진 부재를 채용할 수 있다.For example, the optical path changing member can employ a convex cylindrical mirror. Further, the optical path changing member may employ a light reflecting mirror having a polygonal cross section. Further, the optical path changing member may employ a member having a reflecting film having a random concavo-convex shape on the surface.
또, 제 1 기능 및 제 2 기능은, 제 1 광선 L22가 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 전파한 후에, 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포가 제 2 광선 L21의 각도 강도 분포와 근사하기 위해서 필요한 기능이다. 즉, 임의의 각도 강도 분포 형상이란, 제 1 광선 L22가 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 거친 후에, 제 2 광선 L21의 각도 강도 분포와 근사하기 위해서 필요한, 광로 변경 부재를 출사한 후의 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포 형상이다. 또한, 임의의 경사각이란, 제 1 광선 L22가, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 거친 후에, 제 2 광선 L21의 각도 강도 분포와 근사하기 위해서 필요한, 광로 변경 부재를 출사한 후의 제 1 광선 L22의 경사각이다.In addition, the first function and the second function may be set so that the angular intensity distribution of the first ray L22 approximates the angular intensity distribution of the second ray L21 after the first ray L22 has propagated through the angular intensity
상기의 설명에서는, 실시 형태 2에 따른 면 광원 장치(200, 300)는 광선 L21, L22가 면 발광 도광판(15)의 짧은 변의 측면(광 입사면(15c))으로부터 입사하는 구성을 채용하고 있다. 그러나, 면 광원 장치(200)는 면 발광 도광판(15)의 긴 변의 측면을 광 입사면으로 하는 것도 가능하다. 이것은, 광원(18, 201)의 배열, 원통형 미러(202)의 위치, 미소 광학 소자(16)의 배열 및 미소 광학 소자(16)의 형상 등을 적절히 변경하는 것에 의해서 가능해진다.In the above description, the surface
또한, 상기의 설명에서는, 실시 형태 2에 따른 면 광원 장치(200, 300)는 광선 L21, L22가 면 발광 도광판(15)의 하나의 측면(광 입사면(15c))으로부터 입사하는 구성을 채용하고 있다. 그러나, 면 광원 장치(200)는 면 발광 도광판(15)의 대향하는 2개의 측면(예를 들면, 광 입사면(15c)과 그것에 대향하는 면(15d))을 광 입사면으로 하는 것도 가능하다. 이것은, 광원(18, 201)의 배열, 원통형 미러(202)의 위치, 광원용 도광 부재(210), 미소 광학 소자(16)의 배열 및 미소 광학 소자(16)의 형상 등을 적절히 변경하는 것에 의해서 가능해진다.In the above description, the surface
이상에 설명한 바와 같이, 실시 형태 2에 따른 면 광원 장치(200, 300)는 광원용 도광 부재(210), 제 2 광원(18), 제 1 광원(201), 광원용 도광 부재(210) 및 원통형 미러(202)를 구비하고 있다. 그리고, 제 2 광원(18)은 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(측면)(15c)에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 제 1 광원(201)은 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)측의 위치에 배치되어 있다. 광원용 도광 부재(210)는 제 1 광선 L22를 광 입사면(15c)으로 유도하는 광로 변경 부재로서의 기능을 가진다.As described above, the surface
이와 같이, 실시 형태 2에 따른 면 광원 장치(200, 300)는 광로 변경 부재에 의해서 제 1 광선 L22의 진행 방향을 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)으로 향하는 방향으로 바꾸고 있다. 이 때문에, 면 발광 도광판의 두께 방향으로 나열된 2종류의 광원을 면 발광 도광판의 광 입사면에 대향 배치시킨 종래의 구성에 비해, 면 발광 도광판(15)의 두께를 얇게 할 수 있다.As described above, the surface
또한, 실시 형태 2에 따른 면 광원 장치(200, 300)는 원통형 미러(202) 및 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 구비하고 있다. 이것에 의해, 실시 형태 2에 따른 면 광원 장치(200, 300)는 영역(15f)에 입사하기 직전의 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포를, 영역(15f)에 입사하기 직전의 제 2 광선 L21의 각도 강도 분포에 근접시킬 수 있다. 또, 원통형 미러(202)는 제 1 광선 L22의 진행 방향 및 각도 강도 분포를 바꾸는 기능을 가진다. 영역(15f)은 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)에 미소 광학 소자(16)를 구비하는 영역이다.The surface
이와 같이, 면 광원 장치(200, 300)는 원통형 미러(202) 및 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 이용하여, 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포를 제 2 광선 L21의 각도 강도 분포에 근접시키고 있다. 이것에 의해, 제 2 광선 L21가 만들어 내는 조명광 L24의 면내 휘도 분포와, 제 1 광선 L22가 만들어 내는 조명광 L24의 면내 휘도 분포의 차이가 억제된다. 그리고, 면 광원 장치(200, 300)는 조명광 L24의 색 얼룩을 저감할 수 있다. 조명광 L24는 면 발광 도광판(15)의 표면(15a)으로부터 출사되어 이루어지는 면 형상의 광이다. 또한, 조명광 L24는 제 2 광선 L21과 제 1 광선 L22를 서로 더한 백색의 광이다.As described above, the surface
특히, 실시 형태 2와 같이, 종류가 다른 광원으로서 LED 광원과 레이저 광원을 채용하는 경우, 일반적으로 광의 확대를 제어할 때에 이용되는 렌즈 소자나 확산판 등의 소자에서는, 그러한 각도 강도 분포를 근사시키는 것이 곤란하다. 그 곤란한 이유로서 아래와 같은 2점을 들 수 있다. 제 1 이유는 LED 광원과 레이저 광원의 각도 강도 분포의 전각의 차이가 큰 것이다. 제 2 이유는 LED 광원의 각도 강도 분포와 레이저 광원의 각도 강도 분포가 다른 형상을 하고 있는 것이다. LED의 각도 강도 분포는 최고 강도의 각도를 중심으로 하여, 그 주변의 각도로 됨에 따라 완만하게 강도가 감소하는 대략 램버트 분포이다. 한편, 레이저 광원의 각도 강도 분포는 최고 강도의 각도를 중심으로 하여, 그 주변의 각도로 됨에 따라 급격하게 강도가 감소하는 대략 가우시안 분포이다.Particularly, when an LED light source and a laser light source are employed as light sources of different types, as in
그러나, 실시 형태 2의 면 광원 장치(200, 300)는 다음의 3개의 기능을 가지고 있다. 제 1 기능은 원통형 미러(202)가, 레이저 광원으로부터의 광선의 축을, 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 임의의 각도로 기울이는 기능이다. 여기서, LED 광원으로부터의 광선의 축은 면 발광 도광판(15)의 기준 평면과 평행하다. 제 2 기능은 원통형 미러(202)가, 레이저 광원의 광을 전각이 넓은 각도 강도 분포를 가지는 광으로 변환하는 기능이다. 제 3 기능은 각도 강도 분포 정형 영역(15e)이, 레이저 광원의 광의 각도 강도 분포를, LED 광원의 광의 각도 강도 분포와 대략 동등한 각도 강도 분포로 변환하는 기능이다.However, the surface
제 3 기능은 다음과 같이 해서 실현된다. 제 1 기능에 의해, 레이저 광원으로부터의 광선의 축은 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 경사져 면 발광 도광판(15)에 입사된다. 면 발광 도광판(15)에 입사한 레이저 광원의 광은, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)에서 반사를 반복함으로써, 기준 평면에 대해 대칭인 각도 강도 분포를 가지는 광을 발생한다. 이러한 기준 평면에 대해 대칭인 각도 강도 분포를 가지는 광을 서로 더하는 것에 의해, LED 광원과 대fir 동등한 각도 강도 분포 형상의 광을 생성한다.The third function is realized as follows. With the first function, the axis of the light beam from the laser light source is incident on the surface light-emission
또한, 실시 형태 2에 의하면, 주로, 제 1 광선 L22는 면 발광 도광판(15)에 입사한 후에, 제 2 광선과 동등한 넓은 각도 강도 분포로 변환된다. 즉, 면 발광 도광판(15)에 입사하기 직전의 제 1 광선 L22의 각도 강도 분포는 제 2 광선과 비교하여 좁은 각도 강도 분포를 가진다. 따라서, 원통형 미러(202)로부터 면 발광 도광판(15)의 광 입사면(15c)으로 향해 출사되는 제 1 광선 L22 중, 광 입사면(15c)에 도달하지 않는 광의 양을 억제할 수 있어, 광 손실이 적은 구성으로 하는 것이 가능하다.According to the second embodiment, mainly, after the first light ray L22 is incident on the surface light-emission
또한, 면 발광 도광판(15)의 두께가 얇아지므로, 면 광원 장치(200, 300)는 박형화를 실현할 수 있다. 이 때문에, 면 광원 장치(200, 300)를 가지는 실시 형태 2에 따른 액정 표시 장치(2, 3)는 박형화를 실현할 수 있다. 또한, 면 광원 장치(200, 300)는 색 얼룩을 저감할 수 있다. 이 때문에, 면 광원 장치(200, 300)를 가지는 실시 형태 2에 따른 액정 표시 장치(2, 3)는 액정 패널(11)의 표시면(11a)의 색 얼룩을 저감하여 화질의 향상을 실현할 수 있다.Further, since the thickness of the surface light-emitting
또, 실시 형태 2에 따른 면 광원 장치(200, 300)는 광원용 도광 부재(210)를 구비하고 있다. 이 때문에, 2종류의 광원(18, 201)을 떨어진 위치에 배치하는 것이 가능해진다. 일반적으로, 광원으로 채용되는 발광 소자는 전기-광 변환 효율이 10%에서 50%까지이다. 광으로 변환되지 않는 에너지는 열로 된다. 여기서, 발광 소자란, LED 소자 및 레이저 발광 소자이다.The surface
2종류의 광원(18, 201)이 근처에 배치되는 경우, 열원이 좁은 영역에 집중하기 때문에, 방열이 곤란해진다. 방열 능력의 부족에 의해, 2종류의 광원(18, 201)의 주위 온도가 상승한다. 일반적으로, 이러한 광원(18, 201)은 주위 온도가 상승함에 따라 발광 효율이 저하한다. 이 때문에, 방열 능력을 향상시키는 것이 필요하다. 실시 형태 2에 따른 액정 표시 장치(2, 3)는 2종류의 광원(18, 201)이 떨어져 배치되기 때문에, 열원이 분산되어 광원(18, 201)의 온도 조절이 용이하게 된다.When the two kinds of
또한, 특히, 레이저 발광 소자는 온도 변화에 대한 발광 효율의 저하가 크다. 또한, 레이저 발광 소자는 온도 변화에 대한 스펙트럼의 시프트량이 크다. 이 때문에, 레이저 발광 소자를 다른 열원과 분리하여 1개소에 배치하는 것에 의해, 냉각 기구 등을 효율 좋게 구비하는 일도 가능해진다.Particularly, the luminescence efficiency of the laser light emitting device deteriorates with temperature change. Further, the amount of shift of the spectra with respect to the temperature change is large in the laser light emitting element. Therefore, by separating the laser light emitting element from other heat sources and arranging the laser light emitting element at one place, it becomes possible to efficiently provide the cooling mechanism and the like.
전술한 바와 같이, 2종류의 광원(18, 201)을 떨어진 위치에 배치하는 경우에는, 실시 형태 2의 광원용 도광 부재(210)를 채용하는 것이 유효하다. 이 때, 실시 형태 2와 같이, 광원용 도광 부재(210)를 면 발광 도광판(15)의 배면측에 구비함으로써, 면 발광 도광판(15)의 두께의 증가를 억제하는 것이 가능해진다.As described above, when the two types of
면 광원 장치(200, 300)에서는, 제 1 광선 L22를 원통형 미러(202)로 유도하기 위해서, 광원용 도광 부재(210)는 광 꺾임부(212)를 구비하고 있다. 여기서, 제 1 광원(201)은 광원용 도광 부재(210)과 함께 면 발광 도광판(15)의 배면측에 배치되어 있다. 또한, 원통형 미러(202)는 광로 변경 부재로서의 기능을 가지고 있다. 광 꺾임부(212)로서 가장 간이한 구성은 광원용 도광 부재(210)에 경사면(210b)을 마련하는 것이다. 이 경사면(210b)에서 공기층과의 계면에서 광을 전반사시켜, 제 1 광선 L22의 진행 방향을 변경한다.In the surface
면 광원 장치(200, 300)에서는, 경사면(210b)에 입사하는 광이 전반사 조건을 만족하지 않고 경사면(210b)을 투과하는 경우가 있다. 즉, 전반사 조건을 만족하지 않는 것에 의한 광 손실을 억제할 필요가 있다. 실시 형태 2에 따른 면 광원 장치(200, 300)에서는, 제 1 광원(201)에 각도 강도 분포가 좁은 레이저 발광 소자를 채용하고 있다. 또한, 광원용 도광 부재(210)를 진행하여 경사면(210b)에 입사할 때까지, 제 1 광선 L22의 입사 각도 강도 분포는 보존되어 있다. 이것은 zx 평면 상에서 보아, 광원용 도광 부재(210) 내를 전파하는 제 1 광선 L22는 광 출사면(210c)과 광 출사면(210c)와 대향하고 또한 평행을 이루는 면(210f)에서 반사하면서 -x축 방향으로 전파되고, 또한 제 1 광선 L22의 축이 그들 면에 평행하기 때문이다. 이 때문에, 제 1 광선 L22가 경사면(210b)에 입사하는 각도를 제어하기 쉽다. 따라서, 제 1 광선 L22의 경사면(210b)에서의 광 손실을 억제하는 것이 가능해져, 2종류의 광원을 분리하여 배치하는 경우에도, 광 손실아 적은 구성으로 하는 것이 가능해진다.In the planar
또한, 실시 형태 2에 따른 면 광원 장치(200, 300)에서는, 광원 구동부(23)는 2종류의 광원(18, 201)을 따로따로 제어하고 있다. 이것은 광원 구동부(23)이, 화상 신호에 근거하여 2종류의 광원(18, 201)의 출력을 개별적으로 제어할 수 있어, 소비 전력을 저감할 수 있다. 또한, 미광으로 될 가능성이 있는 여분의 광선의 양을 억제하기 때문에, 미광을 저감하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있기 때문이다.Further, in the surface
상술한 바와 같이, 실시 형태 2에 따른 액정 표시 장치(2, 3)는 복수가 다른 종류의 광원을 구비하는 경우에도, 액정 표시 장치(2, 3)의 두께의 증가를 억제하여 광원의 수를 늘리는 것을 가능하게 하고 있다. 이 때문에, 액정 표시 장치(2, 3)는 고휘도와 박형화를 양립하는 것을 용이하게 한다. 또한, 다른 종류의 광원의 광을 면 형상의 광으로 하는 면 발광 도광판(15)를 공통화하고 있기 때문에, 복수의 면 발광 도광판을 중첩하여 배치하는 것에 의한 장치의 대형화나, 대형화에 따른 중량의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 복수의 면 발광 도광판을 중첩하여 배치하는 구성에 의해, 부품 점수의 증가를 억제하고, 아울러 조립 공정수의 저감과 비용의 저감을 실현할 수 있다.As described above, the liquid
또한, 다른 종류의 광원이 서로 다른 각도 강도 분포를 가지는 경우에서도, 면 광원 장치(200, 300)는 다른 종류의 각도 강도 분포를 거의 일치시킬 수 있다. 면 광원 장치(200, 300)는 좁은 각도 강도 분포를 가지는 광원의 각도 강도 분포를, 넓은 각도 강도 분포를 가지는 광원의 각도 강도 분포에 거의 일치시키고 있다. 이 때문에, 다른 종류의 광원으로부터 생성되는 면 형상의 광의 면내 휘도 분포의 차이를 억제할 수 있다. 다른 종류의 광원이 다른 스펙트럼을 가지는 경우, 각도 강도 분포를 거의 일치시키지 않으면 색 얼룩이 발생한다. 면 광원 장치(200, 300)는 색 얼룩을 억제할 수 있다.Further, even when the different types of light sources have different angular intensity distributions, the surface
면 광원 장치는, 색 재현 범위를 확대하기 위해서, 단일색성이 높은 광원을 적어도 1종류 이용하여 백색광을 생성하는 경우가 있다. 이 경우, 면 광원 장치는 다른 각도 강도 분포를 가지는 복수의 광원을 채용하게 된다. 레이저 발광 소자는 단일색성이 높은 광원으로서 매우 우수하다. 그러나, 레이저 발광 소자는 지향성이 높다. 본 실시 형태에 따른 면 광원 장치(200, 300)는 색 재현 범위를 넓히는 구성으로 하여도 유효하다.
In order to enlarge the color reproduction range, the surface light source device may generate white light by using at least one light source having a high single color. In this case, the surface light source device employs a plurality of light sources having different angular intensity distributions. The laser light emitting device is excellent as a light source having a high single color. However, the laser light emitting element has high directivity. The surface
(실시 형태 3)(Embodiment 3)
도 12는 실시 형태 3에 따른 액정 표시 장치(4)(면 광원 장치(400)를 포함함)의 일례의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 12에서, 도 1(실시 형태 1)에 나타내는 구성요소와 동일 또는 대응하는 구성요소에는, 동일한 부호를 부여한다. 실시 형태 3에 따른 면 광원 장치(400)는 광원으로서 제 1 광원(301)만을 구비하는 점에서, 광원으로서 제 2 광원(8)과 제 1 광원(101)을 구비한 실시 형태 1에 따른 면 광원 장치(100)와 상이하다.12 is a cross-sectional view schematically showing an exemplary configuration of the liquid crystal display device 4 (including the surface light source device 400) according to the third embodiment. In Fig. 12, the same reference numerals are assigned to the same or corresponding constituent elements as those shown in Fig. 1 (embodiment 1). The surface light source device 400 according to the third embodiment is different from the surface light source device 400 according to the first embodiment having the second
도 12에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 3에 따른 액정 표시 장치(4)는 액정 패널(11), 제 1 광학 시트(12), 제 2 광학 시트(13), 및 면 광원 장치(400)를 가지고 있다. 이들 구성요소(11, 12, 13, 400)는 액정 표시 장치(4)의 두께 방향(-z축 방향)으로 순서대로 배열되어 있다.12, the liquid
면 광원 장치(400)는 얇은 판 형상의 면 발광 도광판(15), 광 반사 시트(17), 제 1 광원(301), 및 원통형 미러(102)를 가지고 있다. 원통형 미러(102)는 광로 변경 부재로서의 기능을 가지고 있다. 면 발광 도광판(15)은 실시 형태 1과 마찬가지로 배면(15b)에 미소 광학 소자(16)를 가지고 있다.The planar light source device 400 has a planar light-emitting planar light-
제 1 광원(301)은 면 발광 도광판(15)의 배면(15b)측(-z축 방향)에 배치되어 있다. 제 1 광원(301)은 복수의 레이저 발광 소자를 y축 방향으로 등간격으로 배열한 광원 장치이다. 제 1 광원(301)의 제 1 광선 L32를 출사하는 발광부는 원통형 미러(102)의 광 반사면(102a)에 대향 배치되어 있다.The first
레이저 발광 소자로부터 출사되는 레이저광은 단일색성이 뛰어난 광이다. 따라서, 액정 표시 장치(4)의 광원으로서 레이저 발광 소자를 채용하는 것에 의해, 색 재현 범위가 넓은 선명한 화상을 비추는 액정 표시 장치(4)를 제공하는 것이 가능해진다.The laser light emitted from the laser light emitting element is excellent in monochromaticity. Therefore, by adopting the laser light emitting element as the light source of the liquid
레이저 발광 소자는 높은 지향성을 가진다. 예를 들면, 실시 형태 3에서의 제 1 광원(301)으로부터 출사하는 제 1 광선 L32는 면 발광 도광판(15)의 두께 방향으로 넓어지는 평면(도 12에서의, zx 평면)에서, 전각이 7도이고 대략 가우시안 분포의 각도 강도 분포를 가진다. 일반적으로, 레이저광이 가지는 높은 지향성은, 면 발광 도광판 내에서의 다중 반사를 이용하여 면 형상의 광을 생성하는 면 광원 장치(즉, 사이드라이트 방식의 면 광원 장치)에서, 광의 이용 효율(즉, 면 발광 도광판의 광 입사면(제 3 면)에 입사한 광의 광량에 대한, 광 출사면(제 1 면)으로부터 액정 패널로 향해 방사되는 광의 양의 비율)의 저하를 초래한다고 하는 과제를 가진다. 그래서, 사이드라이트 방식의 면 광원 장치의 광원으로서 레이저 발광 소자를 채용하는 경우에는, 레이저광의 지향성을 낮추는 즉, 배광 분포를 넓히는 것이 바람직하다.The laser emitting element has high directivity. For example, the first light ray L32 emitted from the first
실시 형태 3에 따른 면 광원 장치(400)에 구비되는 원통형 미러(102)는 다음에 나타내는 2개의 기능을 가진다. 제 1 기능은 제 1 광선 L32의 광선축을 면 발광 도광판(15)의 제 1 면(15a)에 평행한 기준 평면에 대해 소망하는 각도로 기울이는 기능이다. 이 소망하는 각도는 원통형 미러(102)의 광 반사면(102a)의 형상 및 배치를 적절히 선택하는 것에 의해서, 임의의 각도로 설정할 수 있다. 또, 기준 평면은 도 12에서의 xy 평면이다. 제 2 기능은 제 1 광선 L32의 각도 강도 분포가 zx 평면과 평행한 면에서 소망하는 형상으로 되도록, 제 1 광선 L32의 진행 방향 및 각도 강도 분포를 바꾸는 기능이다. 각도 강도 분포를 소망하는 형상으로 하기 위해서는, 원통형 미러(102)의 광 반사면(102a)의 형상 및 배치를 적절히 선택하는 것에 의해서, 임의의 형상으로 설정할 수 있다. 또, zx 평면은 면 발광 도광판(15)의 기준 평면과 직교하는 평면이다.The
또한, 실시 형태 3에 구비되는 면 발광 도광판(15)은 광 입사면(15c)으로부터 면 발광 도광판(15)의 중심으로 향해 소정의 길이의 각도 강도 분포 정형 영역(15e)(제 1 영역)을 구비하고 있다.The surface emitting
실시 형태 3에 따른 면 광원 장치(400)에서는, 광원(301)으로부터 출사되는 높은 지향성을 가지는 광선 L32를, 광로 변경 부재인 원통형 미러(102)와 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 거치는 것에 의해, 넓은 각도 강도 분포를 가지는 광으로 변환하는 것이 가능하다. 원통형 미러(102)와 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 투과하는 제 1 광선 L32의 상세한 거동은 실시 형태 1에서 설명한 바와 같다.In the surface light source device 400 according to the third embodiment, the light beam L32 having high directivity emitted from the
상기와 같이, 제 1 광원(301)으로부터 출사되는 제 1 광선 L32는 광로 변경 부재인 원통형 미러(102)와 각도 강도 분포 정형 영역(15e)을 투과하는 것에 의해 각도 강도 분포를 넓힐 수 있다. 따라서, 각도 강도 분포 정형 영역(15e)으로부터 출사되는 광선 L33은 넓은 각도 강도 분포를 갖고, 면 발광 도광판(15)의 면 형상의 광을 생성하는 영역(제 2 영역)에 입사된다.As described above, the first light beam L32 emitted from the first
고로, 면 발광 도광판 내에서의 다중 반사를 이용하여 면 형상의 광을 생성하는 면 광원 장치에서 광원에 레이저 발광 소자를 채용한 경우에서도, 광의 이용 효율의 저하를 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 면 광원 장치(400)를 구비하는 액정 표시 장치(4)는 광원에 레이저 발광 소자를 채용하여 선명한 화상을 제공하고 또한 저소비 전력인 액정 표시 장치를 실현하는 것을 가능하게 한다.Therefore, even when a laser light emitting element is employed as the light source in the surface light source device that generates planar light by using multiple reflection in the planar light emitting light guide plate, it is possible to suppress the lowering of the light utilization efficiency. Therefore, the liquid
예를 들면, 실시 형태 3에서의 제 1 광원(301)으로서, 적색, 녹색, 청색의 광을 출사하는 레이저 발광 소자를 구비하는 것에 의해, 색 재현 범위가 매우 넓은 백색의 면 형상 광을 생성 가능한 면 광원 장치를 제공하는 것이 가능해진다.For example, as the first
또한, 제 1 광원(301)으로서, LED 소자에 렌즈를 구비하여 이루어지는 지향성이 높은 광원을 구비하는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들면, 적색, 녹색, 청색의 광을 출사하는 단색의 LED 소자를 구비하는 것에 의해, 색 재현 범위가 넓은 백색의 면 형상 광을 생성 가능한 면 광원 장치를 제공하는 것이 가능해진다. 그러나, 보다 넓은 색 재현 범위를 얻기 위해서는, 보다 단색성이 뛰어난 레이저 발광 소자를 채용하는 것이 바람직하다.Further, as the first
실시 형태 3에 따른 면 광원 장치(400)는 원통형 미러(102)를 광로 변경 부재로서 채용하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 광로 변경 부재는 다음의 2개의 기능을 가지면, 다른 소자를 채용하여도 좋다. 제 1 기능은 제 1 광선 L32의 광선축을 면 발광 도광판(15)의 기준 평면에 대해 임의의 각도로 기울이는 기능이다. 제 2 기능은 제 1 광선 L32의 각도 강도 분포를 임의의 각도로 넓히는 기능이다.The surface light source device 400 according to the third embodiment employs the
또한, 실시 형태 3에 따른 면 광원 장치(400)는, 실시 형태 2에 따른 면 광원 장치(200 또는 300)와 같이, 제 1 광원과 광로 변경 부재 사이에 광원용 도광 부재를 구비하는 구성으로 하여도 좋다. 보다 상세하게 설명하면, 도 12에 나타내는 면 광원 장치(400) 대신에, 도 13에 나타내는 광원용 도광 부재(210)를 구비하는 면 광원 장치(410), 또는, 도 14에 나타내는 광원용 도광 부재(210)를 구비하는 면 광원 장치(420)를 채용하여도 좋다.The surface light source device 400 according to the third embodiment has a structure in which a light guide member for a light source is provided between the first light source and the optical path changing member like the surface
또한, 상술한 각 실시 형태에서는, 「평행」이나 「수직」 등의 부품간의 위치 관계 혹은 부품의 형상을 나타내는 용어를 이용하고 있는 경우가 있다. 또한, 대략 정방형, 대략 90도 및 대략 평행한 「대략(약)」 또는 「거의」 등의 용어를 붙인 표현을 이용하고 있는 경우가 있다. 이들은 제조상의 공차나 조립상의 편차 등을 고려한 범위를 포함하는 것을 나타내고 있다. 예를 들면, 「대략 -z축 방향」도 제조상의 공차나 조립상의 편차 등을 포함하는 용어이다. 이 때문에, 특허청구범위에 예컨대 「대략(약)」을 기재하지 않는 경우이더라도 제조상의 공차나 조립상의 편차 등을 고려한 범위를 포함하는 것이다. 또한, 특허청구범위에 「대략(약)」을 기재한 경우는, 제조상의 공차나 조립상의 편차 등을 고려한 범위를 포함하는 것을 나타내고 있다.In the above-described embodiments, terms indicating the positional relationship between components such as " parallel " and " vertical " or the shape of the component may be used. In addition, there is a case where the term "roughly (approximately)" or "almost", which is approximately square, approximately 90 degrees and approximately parallel, is used. These values include ranges in consideration of manufacturing tolerances and variations in assemblies. For example, " approximately -z-axis direction " is a term including manufacturing tolerances and variations in assemblies. For this reason, even if the appended claims do not describe " about (approximate) ", for example, they include a range in consideration of manufacturing tolerances and variations in assemblies. In addition, when "approximately (approx.)" Is described in the claims, it includes a range in consideration of manufacturing tolerances and variations in assemblies.
1, 2, 3, 4, 5, 6: 액정 표시 장치
11: 액정 패널
11a: 표시면
11b: 배면
12: 제 1 광학 시트
13: 제 2 광학 시트
14: 광학 부재
15: 면 발광 도광판
15a: 표면(제 1 면)
15b: 배면(제 2 면)
15c: 광 입사면(제 3 면)
15e: 각도 강도 분포 정형 영역(제 1 영역)
15f: 영역(제 2 영역)
16: 미소 광학 소자
17: 광 반사 시트
18: 제 2 광원
102, 202: 원통형 미러
102a, 202a: 광 반사면
100, 200, 300, 400, 410, 420: 면 광원 장치
101, 201, 301: 제 1 광원
210: 광원용 도광 부재
210a: 광 입사면
210b: 경사면
210c: 광 출사면
210f: 면
211: 판 형상부
212: 광 꺾임부
L11, L21: 제 2 광선
L12, L22, L32, L33: 제 1 광선
L13, L23: 혼합 광선
L14: 조명광
500a, 500b, 510: 각도 강도 분포1, 2, 3, 4, 5, 6: liquid crystal display
11: liquid crystal panel
11a:
11b: rear surface
12: first optical sheet
13: second optical sheet
14: optical member
15: plane light-
15a: surface (first surface)
15b: rear surface (second surface)
15c: light incidence plane (third plane)
15e: angular intensity distribution shaping area (first area)
15f: area (second area)
16: Micro optical element
17: Light reflecting sheet
18: second light source
102, 202: cylindrical mirror
102a and 202a:
100, 200, 300, 400, 410, 420: plane light source device
101, 201, 301: a first light source
210: light guiding member for light source
210a: light incidence plane
210b:
210c: light emitting surface
210f: cotton
211:
212: optical break
L11, L21: the second ray
L12, L22, L32, L33:
L13, L23: Mixed ray
L14: Lighting
500a, 500b, 510: Angular intensity distribution
Claims (11)
제 1 광선을 출사하는 제 1 광원과,
상기 면 발광 도광판의 상기 제 3 면에 입사하는 제 2 광선을 출사하는 제 2 광원
을 갖되,
상기 제 2 광원으로부터 상기 제 2 광선이 출사된 직후에서의 상기 제 2 광선의 각도 강도 분포는 상기 제 1 광원으로부터 상기 제 1 광선이 출사된 직후에서의 상기 제 1 광선의 각도 강도 분포보다 넓고,
상기 면 발광 도광판은,
상기 제 3 면으로부터 입사한 상기 제 1 광선 및 상기 제 2 광선을 전파시키면서 상기 제 1 광선의 각도 강도 분포를 넓게 하는 제 1 영역과,
상기 각도 강도 분포가 넓게 된 상기 제 1 광선 및 상기 제 2 광선을 상기 제 1 면으로부터 면 형상의 광으로서 출사시키는 제 2 영역을 가지는 것
을 특징으로 하는 면 광원 장치.
A planar light-emitting light guide plate having a first surface, a second surface opposite to the first surface, and a third surface connecting sides of the first surface and sides of the second surface,
A first light source for emitting a first light beam,
And a second light source for emitting a second light ray incident on the third surface of the surface light-
Lt; / RTI >
The angular intensity distribution of the second light ray immediately after the second light ray is emitted from the second light source is larger than the angular intensity distribution of the first light ray immediately after the first light ray is emitted from the first light source,
The surface light-
A first region for propagating the first light ray and the second light ray incident from the third surface and widening the angular intensity distribution of the first light ray,
And a second region for emitting the first light beam and the second light beam with the angular intensity distribution widened from the first surface as plane light
And the surface light source device.
상기 제 1 영역은 상기 제 3 면과 상기 제 2 영역 사이에 배치되는 각도 강도 분포 정형 영역인 것
을 특징으로 하는 면 광원 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first region is an angular intensity distribution shaping region disposed between the third surface and the second region
And the surface light source device.
상기 제 1 영역은 상기 제 3 면으로부터 입사한 상기 제 1 광선 및 상기 제 2 광선을, 상기 제 1 면과 상기 제 2 면에서 반사시키는 영역인 것
을 특징으로 하는 면 광원 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The first region is a region that reflects the first light ray and the second light ray incident from the third surface on the first surface and the second surface
And the surface light source device.
상기 제 3 면에 입사하기 직전의 상기 제 1 광선의 진행 방향은 상기 제 1 면과 평행한 기준 평면에 대해 경사지는 방향인 것
을 특징으로 하는 면 광원 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
And the traveling direction of the first light beam immediately before entering the third surface is a direction inclined with respect to a reference plane parallel to the first surface
And the surface light source device.
상기 제 3 면과 대향 배치된 광로 변경 부재를 더 가지며,
상기 광로 변경 부재는 상기 제 1 광선의 진행 방향을 상기 제 3 면으로 향하게 하고, 상기 제 1 광선의 각도 강도 분포를 넓히는 광 반사면을 가지는 것
을 특징으로 하는 면 광원 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising an optical path changing member disposed opposite to the third surface,
Wherein the optical path changing member has a light reflecting surface for directing the traveling direction of the first light ray to the third surface and widening the angular intensity distribution of the first light ray
And the surface light source device.
상기 제 1 광선의 중심 광선의 진행 방향을 상기 광로 변경 부재의 상기 광 반사면으로 향하게 하는 광원용 도광 부재를 더 가지는 것
을 특징으로 하는 면 광원 장치.
6. The method of claim 5,
Further comprising a light guide member for a light source for directing the traveling direction of the central ray of the first light beam to the light reflection surface of the light path changing member
And the surface light source device.
상기 제 1 광원은 1개 이상의 레이저 발광 소자를 가지는 것
을 특징으로 하는 면 광원 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first light source has one or more laser light emitting elements
And the surface light source device.
상기 제 3 면과 대향 배치된 광로 변경 부재를 더 갖고,
상기 면 발광 도광판의 상기 제 1 영역을 통과한 직후에서의 상기 제 1 광선의 각도 강도 분포와, 상기 제 1 영역을 통과한 직후에서의 상기 제 2 광선의 각도 강도 분포가 동등해지도록, 상기 광로 변경 부재 및 상기 제 1 영역에 의해 상기 제 1 광선의 각도 강도 분포를 바꾸는 것
을 특징으로 하는 면 광원 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising an optical path changing member disposed opposite to the third surface,
The light intensity distribution of the first light beam immediately after passing through the first region of the surface light-guiding light guide plate is equal to the angular intensity distribution of the second light ray immediately after passing through the first region, Changing the angular intensity distribution of the first light beam by the changing member and the first region
And the surface light source device.
상기 제 2 광원은 1개 이상의 LED 소자를 가지는 것
을 특징으로 하는 면 광원 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the second light source has one or more LED elements
And the surface light source device.
상기 액정 패널의 배면에 면 형상의 광을 조사하는 청구항 1 또는 2에 기재된 면 광원 장치
를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.A liquid crystal panel,
The surface light source device according to claim 1 or 2, wherein the surface light source device
And the liquid crystal display device.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2011-029834 | 2011-02-15 | ||
JP2011029834 | 2011-02-15 | ||
PCT/JP2011/071117 WO2012111190A1 (en) | 2011-02-15 | 2011-09-15 | Surface light source device and liquid crystal display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130114730A KR20130114730A (en) | 2013-10-17 |
KR101509372B1 true KR101509372B1 (en) | 2015-04-07 |
Family
ID=46672143
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020137021458A KR101509372B1 (en) | 2011-02-15 | 2011-09-15 | Surface light source device and liquid crystal display device |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5323274B2 (en) |
KR (1) | KR101509372B1 (en) |
CN (1) | CN103370569B (en) |
TW (1) | TWI474085B (en) |
WO (1) | WO2012111190A1 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102913816B (en) * | 2012-09-28 | 2015-11-11 | 京东方科技集团股份有限公司 | Side-light backlight module and liquid crystal indicator |
CN104238186A (en) | 2013-06-20 | 2014-12-24 | 扬升照明股份有限公司 | Backlight module |
US10088621B2 (en) | 2013-12-17 | 2018-10-02 | Samsung Display Co. Ltd. | Light guide panel, backlight unit, and liquid crystal display |
KR102147253B1 (en) * | 2013-12-17 | 2020-08-25 | 삼성디스플레이 주식회사 | Light guide panel, backlight unit and liquid crystal display comprising the same |
JP6408806B2 (en) * | 2014-07-04 | 2018-10-17 | 株式会社小糸製作所 | Lamp |
JP6365184B2 (en) | 2014-09-26 | 2018-08-01 | 日亜化学工業株式会社 | Backlight unit for liquid crystal display device and liquid crystal display device using the same |
KR102336712B1 (en) | 2015-07-08 | 2021-12-10 | 삼성디스플레이 주식회사 | Back light unit and display device having the same |
CN107340564A (en) * | 2017-09-06 | 2017-11-10 | 深圳市超显科技有限公司 | Variable linear light guide plate and optical module |
WO2020019131A1 (en) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 太平洋未来科技(深圳)有限公司 | Method and apparatus for determining light ray information, and electronic device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005285586A (en) | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nichia Chem Ind Ltd | Plane light-emitting device |
WO2010050489A1 (en) | 2008-10-30 | 2010-05-06 | 日本ゼオン株式会社 | Light source device and liquid cristal display device |
JP2010170755A (en) | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Panasonic Corp | Planar light-emitting device and image display |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2003252482A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-02-02 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light guide device and display device |
KR100506092B1 (en) * | 2003-04-16 | 2005-08-04 | 삼성전자주식회사 | Light guide panel of edge light type backlight apparatus and edge light type backlight apparatus using the same |
JP4386749B2 (en) * | 2004-02-16 | 2009-12-16 | シチズン電子株式会社 | Planar light source |
WO2007091610A1 (en) * | 2006-02-09 | 2007-08-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Liquid crystal display device |
CN100538471C (en) * | 2006-06-19 | 2009-09-09 | 启萌科技有限公司 | Module backlight and light guide plate group thereof |
JP2008010291A (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-17 | Citizen Electronics Co Ltd | Light guide plate, back light unit, and display device equipped with its back light unit |
EP2233823B1 (en) * | 2008-01-23 | 2018-11-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Wavelength separator, planar illumination device and liquid crystal display device using the wavelength separator |
CN201599655U (en) * | 2009-12-05 | 2010-10-06 | 佛山市顺德区汉达精密电子科技有限公司 | Side reflecting type backlight component |
-
2011
- 2011-09-15 KR KR1020137021458A patent/KR101509372B1/en active IP Right Grant
- 2011-09-15 CN CN201180067355.7A patent/CN103370569B/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-09-15 JP JP2012557779A patent/JP5323274B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-09-15 WO PCT/JP2011/071117 patent/WO2012111190A1/en active Application Filing
- 2011-10-13 TW TW100137122A patent/TWI474085B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005285586A (en) | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Nichia Chem Ind Ltd | Plane light-emitting device |
WO2010050489A1 (en) | 2008-10-30 | 2010-05-06 | 日本ゼオン株式会社 | Light source device and liquid cristal display device |
JP2010170755A (en) | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Panasonic Corp | Planar light-emitting device and image display |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103370569B (en) | 2015-07-22 |
TW201234090A (en) | 2012-08-16 |
JPWO2012111190A1 (en) | 2014-07-03 |
WO2012111190A1 (en) | 2012-08-23 |
CN103370569A (en) | 2013-10-23 |
JP5323274B2 (en) | 2013-10-23 |
TWI474085B (en) | 2015-02-21 |
KR20130114730A (en) | 2013-10-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101509372B1 (en) | Surface light source device and liquid crystal display device | |
JP5460893B2 (en) | Angular intensity distribution shaping member and surface light source device | |
CN110959129B (en) | Lighting device | |
KR101019820B1 (en) | Surface light source device | |
JP4245014B2 (en) | Backlight device, light source device, lens, electronic device and light guide plate | |
US8783932B2 (en) | Backlight device and liquid crystal display apparatus | |
US8998474B2 (en) | Surface light source device and liquid crystal display apparatus | |
TWI489180B (en) | A planar light source device, and a liquid crystal display device | |
KR100856814B1 (en) | Compact illumination system and display device | |
KR101318497B1 (en) | Liquid crystal display device | |
US20140085570A1 (en) | Backlight and liquid crystal display device | |
US20150160394A1 (en) | Planar light source device and liquid crystal display device | |
JP4656444B2 (en) | projector | |
JP6358896B2 (en) | Surface light source device and liquid crystal display device | |
JPH11149073A (en) | Surface light source device and liquid crystal display device | |
JP2012238462A (en) | Light mixing unit, planar light source device and liquid crystal display device | |
JP2006048968A (en) | Surface light source device and liquid crystal display | |
JP4899930B2 (en) | LIGHT GUIDE, BACKLIGHT DEVICE, DISPLAY DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE | |
JP2005302659A (en) | Illumination equipment and display apparatus provided with the same | |
JP2011198479A (en) | Surface light source and liquid crystal display device | |
JP2013025034A (en) | Illuminating device and image forming apparatus | |
KR20090014493A (en) | Backlight unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180316 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190319 Year of fee payment: 5 |