WO2007086456A1 - 面光源装置及び表示装置 - Google Patents

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WO2007086456A1
WO2007086456A1 PCT/JP2007/051155 JP2007051155W WO2007086456A1 WO 2007086456 A1 WO2007086456 A1 WO 2007086456A1 JP 2007051155 W JP2007051155 W JP 2007051155W WO 2007086456 A1 WO2007086456 A1 WO 2007086456A1
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emission
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light guide
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Masao Yamaguchi
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Enplas Corporation
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    • G02B6/0031—Reflecting element, sheet or layer

Definitions

  • the present invention relates to a surface light source device and a display device including the surface light source device.
  • the present invention relates to a car navigation device, a video camera, a digital camera, an electronic notebook, a mobile phone, a portable electronic terminal device, an electronic notebook,
  • the present invention is applied to a planar illumination unit (for example, a backlighting arrangement unit of an LCD panel) in a personal computer, a liquid crystal television or the like, or a display device including the planar illumination unit.
  • the present invention can also be applied to a planar illumination unit such as an advertising panel or a display device including the planar illumination unit.
  • devices such as a car navigation device, a video camera, a digital camera, an electronic notebook, a mobile phone, a portable electronic terminal device, an electronic notebook, a personal computer, and a liquid crystal television are equipped with a display.
  • a liquid crystal display panel as a display member, and is illuminated by a surface light source device using the liquid crystal display panel force light guide plate.
  • the light guide plate is usually supplied with light from a primary light source disposed near the side surface.
  • rod-shaped fluorescent lamps have been widely used as primary light sources. The light supplied to the light guide plate with the fluorescent lamp force is gradually emitted from the emission surface (major surface) in the course of internal propagation to illuminate the display member (liquid crystal display panel).
  • FIG. 15 shows a surface light emitting device 100 according to this prior art (first prior art).
  • the surface light emitting device 100 includes a point light source module 104 having LEDs 104r, 104g, and 104b of R, G, and B colors, a mixing light guide plate 101, a light guide plate 102, and a reflector 103.
  • the mixing light guide plate 101 mixes the light of each color from the point light source module 104 to whiten and emits the light from the front end surface 106.
  • the traveling direction of this light is changed by 180 degrees by the reflector 103 and guided to the end face 107 of the light guide plate 102.
  • the white light guided to the end face 107 enters the light guide plate 102 from the end face 107, and then is emitted in a planar shape from the emission face 108 and supplied to the liquid crystal panel 110.
  • the light guide length of the light emitted from each LED 104 is increased, and the light guide direction is changed by 180 degrees through the reflection surface of the reflector 103. Therefore, it is not possible to expect a high-intensity planar white illumination that easily reduces the light utilization efficiency.
  • FIG. 16 shows its schematic structure.
  • the surface light source device 200 uses two light guide plates in an overlapping manner.
  • the surface light source device 200 appears to be similar to the surface light source device according to the present invention.
  • the surface light source device 200 uses a fluorescent lamp 201 as a primary light source.
  • a halftone dot pattern is printed on the entire back surface 204, 205 of the both light guide plates 202, 203. This is simply to make the emission luminance uniform, and by making R, G, and B sufficiently mixed in color, it can be made white and emitted. ⁇ Effects are completely different.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 10-97200
  • Patent Document 2 JP 2005-276734 A
  • Patent Document 3 JP-A-8-240721
  • One object of the present invention is to obtain planar illumination light having no color unevenness when at least two point light sources having different emission colors are used as a primary light source. It is to improve the surface light source device. Another object of the present invention is to provide a display device that can perform high-quality display using such an improved surface light source device.
  • Still another object of the present invention is to provide a surface light source device capable of obtaining white planar illumination light having no color unevenness and a high quality display using the same surface light source device by utilizing the above improvement. It is to provide a display device.
  • a first light guide plate having a first side end face, a first outgoing face, and a first rear face located on the opposite side of the first outgoing face, and an emission color are provided.
  • a second light guide plate having a second back surface located on the opposite side of the second emission surface, and at least two point light sources having different emission colors, and are arranged along the second side end surface
  • the present invention is applied to a surface light source device including a second light source group that supplies second illumination light and a layer having a refractive index lower than that of the first light guide plate.
  • the layer is interposed between the first emission surface and the second back surface,
  • the first side end face and the second side end face are arranged so as to be located on opposite sides.
  • the first light guide plate includes a first emission suppression region for suppressing light emission of the first illumination light with the first emission surface force, and the first illumination light from the first emission surface.
  • the first emission that promotes the light emission of An acceleration region; and a first emission gradually increasing region connecting the first emission suppression region and the first emission promotion region.
  • the second light guide plate includes a second emission suppression region for suppressing light emission of the second illumination light with the second emission surface force, and the second emission surface from the second emission surface.
  • a second emission promotion region that promotes light emission of the illumination light; and a second emission increase region that connects the second emission suppression region and the second emission promotion region.
  • the first emission suppressing area is located closer to the first side end face than the first emission gradually increasing area, and the first emission promoting area is the first emission accelerating area.
  • the first side end surface force is farther than the gradually increasing region.
  • the second emission suppressing area is located closer to the second side end surface than the second emission gradually increasing area, and the second emission promoting area is more than the second emission gradually increasing area. Is at a position far from the second side end face.
  • the illumination output light output from the second emission surface is typically white light.
  • the first light guide plate is a wedge-shaped light guide plate that gradually decreases in thickness as it moves away from the first side end surface
  • the second light guide plate has a thickness that increases as the second side end surface force increases. It can be set as the wedge-shaped light-guide plate which decreases gradually.
  • the first light guide plate a material that gradually decreases in thickness in the first emission promoting region as the first side end surface force is separated is used.
  • the thickness may be gradually decreased as the second side end surface force is separated, and the one may be adopted.
  • the first light guide plate is shielded at a terminal located on the opposite side to the first side end face, and the second light guide plate is provided on a terminal opposite to the second side end face. It may be shielded at.
  • the present invention is also applied to a display device including a surface light source device and a display member that is illuminated by output light of the surface light source device force.
  • a display device including a surface light source device and a display member that is illuminated by output light of the surface light source device force.
  • any one of the surface light source devices described above is employed as the surface light source device.
  • the first light emission control region is provided on the light incident side of the first illumination light in the first light guide plate, a large part of the first illumination light is provided. Fully mixed Then, the first exit surface force is emitted, enters the second light guide plate, and the second exit surface force is emitted.
  • the second light emission control region is provided in the second light guide plate on the light incident side of the second illumination light, the second light is sufficiently mixed before the second illumination light is mixed. It is emitted from the exit surface. That is, a color mixing region in which light of a plurality of colors is mixed is formed in the first and second emission suppressing regions.
  • the second emission surface force The light emission occurs uniformly throughout.
  • the color and intensity of the output illumination light (emitted light from the second emission surface) of the surface light source device are uniform throughout.
  • a light emission color of a point light source used in the first light source group and the second light source group is selected so that white light is generated by a mixture of emission colors, unevenness in color and brightness is obtained by the surface light source device. Light output with less light can be obtained.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the display device along the Y direction in FIG.
  • FIG. 3 (a) is a plan view showing the display device shown in FIG. 1, in which the liquid crystal display panel (illuminated member) and the first and second light control members are removed. (B) is a partial plan view of the display device showing a mixed state of light from a plurality of LEDs.
  • FIG. 4 is a diagram showing an emission luminance curve corresponding to the cross-sectional shape of the main part of the surface light source device provided in the display device shown in FIG.
  • FIG. 5 (a) is a partially enlarged cross-sectional view of the surface light source device shown in FIGS. 1 to 3 (a) and 3 (b).
  • FIGS. 5B to 5D are partially enlarged cross-sectional views illustrating four types of arrangements according to the first modification of the surface light source device shown in FIG.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a surface light source device according to Modification 2 of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a surface light source device according to Modification 3 of the present invention.
  • FIG. 10 (a) is a cross-sectional view of a surface light source device according to Modification 7 of the present invention.
  • (B) is an enlarged view of part A in (a).
  • (C) is an enlarged view of part B in (a).
  • FIG. 11 is a diagram showing a luminance distribution curve of light emitted from the second light guide plate in correspondence with the schematic cross-sectional shape of the surface light source device according to Modification 7.
  • FIG. 12 (a) is a plan view of a surface light source device according to Modification 8 of the present invention, assuming a case without forming a wide angle means on the incident surface (the first light guide plate side is shown) (Not shown).
  • (b) is a plan view for explaining a surface light source device according to a reference example compared with Modification 8 (the first light guide plate side is not shown).
  • (C) is a plan view of a surface light source device according to Modification 8 (the first light guide plate side is not shown).
  • (D) is a partially enlarged view of (c).
  • (E) is a diagram (a diagram corresponding to (d)) showing another form of the widening means.
  • FIG. 13 (a) is an enlarged view showing the main part of FIG. 12 (d).
  • (B) is a sectional view taken along line D1-D1 in (a).
  • FIG. 14 (a) is a plan view schematically illustrating the surface light source device according to modification 8 with reference to the second light guide plate side force, in order to explain the results of the measurement performed in modification 8. is there.
  • (B) is the same as (a)!
  • the u value (coordinate value for the red-green axis in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram) obtained from the chromaticity measurement force at multiple locations in the center of the second light guide plate.
  • FIG. (C) represents the v 'value (coordinate value for the yellow-blue axis in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram) obtained from chromaticity measurements at multiple locations in the center of the second light guide plate in Fig. 14 (a).
  • FIG. (D) is the u 'value (coordinate with respect to the red-green axis in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram) that also provides chromaticity measurement force at multiple locations on the opposite side of the entrance surface of the second light guide plate in (a).
  • FIG. (E) is the chromaticity measurement force obtained at multiple locations on the opposite side of the entrance surface of the second light guide plate in (a) v 'value (coordinates on the yellow-blue axis in the CIE 1976 UCS chromaticity diagram)
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a surface light source device according to a first prior art.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a surface light source device according to a second prior art.
  • FIG. 1 to 3 (a) and 3 (b) show a display device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing the display device 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view along the Y direction in FIG.
  • FIG. 3 (a) is a plan view showing the display device 1, and is a plan view obtained by removing the liquid crystal display panel (example of illuminated member) 3, the first and second light control members 4 and 5.
  • FIG. FIG. FIG. 3 (b) is a partial plan view of the display device 1 showing a mixed state of light from a plurality of LEDs.
  • the display device 1 includes a liquid crystal display panel 3 that is illuminated in a planar shape by the surface light source device 2.
  • the second light control member 5 is disposed on the upper side (outside) of the first light control member 4.
  • the point light source units 10 and 10 are generally primary light sources having at least two point light source powers having different emission colors.
  • LEDs 14a, 14b, and 14c that emit light of primary colors of R (red), G (green), and B (blue) are used.
  • one LED 14a, 14b, 14c forms one set.
  • Each unit 10 generally includes multiple sets of LEDs 14a, 14b, 14c.
  • each incident surface 8 a plurality of sets of LEDs 14a, 14b, 14c are arranged alternately in an alternating manner.
  • FIG. 3 (a) only three LEDs 14a, 14b, and 14c near both ends of each incident surface 8 are shown, and the other LEDs are not shown.
  • the white light generated by the synthesis (mixing) of the three primary colors of the LEDs 14a, 14b, and 14c has a high uniformity across the light emitting surface of the surface light source device 2. Is output.
  • the first light guide plate 6 includes a terminal side surface 15 at the end located on the side opposite to the incident surface (first side end surface) 8.
  • the second light guide plate 7 is located on the side opposite to the incident surface (second side end surface) 8. It has a terminal side 15 at the end.
  • the second light guide plate 7 has an incident surface (second side end surface) 8 of the second light guide plate 7 on the first light guide plate 6 and an end surface (first end surface) of the first light guide plate 6.
  • the end surface (second end surface) 8 of the second light guide plate 7 is arranged so as to correspond to the incident surface (first side end surface) 8 of the first light guide plate 6. .
  • the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 are made of a material having excellent light transmission properties such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), and cycloolefin-based resin material.
  • the surface opposite to the upper surface (second emission surface) 17 of the second light guide plate 7 is a rear surface (second rear surface) 11, and is mutually connected to the upper surface (first emission surface) 13 of the first light guide plate 6. Opposite each other.
  • the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 have a rectangular planar shape, and the thickness decreases as the distance from each incident surface 8 increases.
  • the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 are optical members having a wedge plate shape, and the thickness of the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 is maximized at each incident surface 8. In each end face 15, the thickness of the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 is minimized.
  • the thickness dimension (dimension in the Z direction in FIGS. 1 and 2) of the surface light source device 2 can be made uniform and small. Therefore, it is advantageous in reducing the size of the surface light source device 2.
  • the first emission surface 13 provides an inclined surface that is inclined with respect to the first back surface 16.
  • the second separation surface 11 provides another inclined surface that is inclined with respect to the second exit surface 17.
  • a thin air layer exists between the second back surface 11 and the first emission surface 13.
  • the refractive index of the air layer is smaller than the refractive index of any other optical material equal to about 1.0, for example, smaller than the refractive index of the first light guide plate 6.
  • the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 include means for suppressing “light emission before sufficient color mixing is performed”. That is, in the first light guide plate 6, the back surface 16 is a smooth surface within the range of a predetermined dimension (L 1) on the incident surface 8 force end surface 15. Thereby, light emission from the first emission surface 13 is suppressed. In this sense, this region of the back surface 16 provides an emission suppression region (first emission suppression region) 18 that suppresses light emission from the first emission surface 13. Similarly, in the second light guide plate 7, the back surface 11 is a smooth surface in the range of a predetermined force (L1) from the incident surface 8 to the end surface 15. Thereby, light emission from the second emission surface 17 is suppressed. In this sense, this region of the back surface 11 provides an emission suppression region (second emission suppression region) 18 that suppresses light emission from the second emission surface 17.
  • each light emission suppression region 18, 18 is necessary for the R, G, B LEDs 14a to 14c to be sufficiently mixed (in this embodiment, white light is generated).
  • the distance from each incident surface 8. Now, assuming that the distance from the incident surface 8 where the colors of the LEDs 14a to 14c begin to mix is L1 ', L1> L1.
  • the value of the distance L1 ' can be estimated by the following formula, for example.
  • 0 in the above equation means that each LED 14a, 14b, 14c ... emitted light in a direction parallel to the exit surface 13 after the incident light from the force enters from the entrance surface 8 Is the spread angle (the size of the angle range that gives an emission intensity greater than half the maximum intensity).
  • P is the LED pitch of the same color.
  • L1 ' is smaller than L1' if no such contrivance is made. can do.
  • L1 ' is the distance at which light of the same color begins to mix (distance from the incident surface 8)
  • the predetermined size L1 of the light emission suppression area 18 necessary to make white light sufficiently is L1> L1 'Is preferred.
  • the first and second light guide plates 6 and 7 are adjusted to the optimum dimensions according to the thickness dimensions of the first and second light guide plates 6 and 7 and the emission characteristics of the LEDs 14a to 14c.
  • the longitudinal direction (X direction) dimension of the incident surface 8 of the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 is L2.
  • the light emission suppression regions 18 and 18 of the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 are regions having an area of (L1) X (L2).
  • a region having an area of (Ll ′) X (L2) is a pre-light mixing region.
  • an exit facilitating region (first side end surface) 8 away from the entrance surface (first side end surface) ( A first emission promoting region) 21 is formed on the back surface 16 of the first light guide plate 6, an exit facilitating region (first side end surface) 8 away from the entrance surface (first side end surface) ( A first emission promoting region) 21 is formed.
  • an emission gradually increasing region (first emission gradually increasing region) 20 is formed between the first emission suppressing region 18 and the first emission promoting region 21.
  • an emission promotion region (second emission promotion region) 21 apart from the incident surface (second side end surface) 8 is formed.
  • an emission increasing area (second emission increasing area) 20 is formed between the second emission suppressing area 18 and the second emission promoting area 21.
  • Each emission promoting region 21 is formed within a predetermined dimension (L1) from each end side surface 15. As a result, as shown in FIG. 2, the first emission suppression region 18 overlaps with the second emission promotion region 21, and the second emission suppression region 18 overlaps with the first emission promotion region 21. Further, the first and second emission gradually increasing regions 20 also have an overlapping positional relationship.
  • emission promotion means for urging emission from the emission surface 13 or 17 is formed.
  • the emission facilitating means include a textured surface, a bowl-shaped minute prism-shaped projection, a blast surface, a rough surface such as a minute projection such as a triangular pyramid or a cone, or a minute concave portion, and an ink printing surface having light irregular reflectivity.
  • any material that promotes the emission of light from the emission surface 13 or 17 may be used.
  • Each emission gradually increasing region 20 is an "intermediate region” that connects each emission suppressing region 18 and each emission suppressing region 21, and gradually increases the emission promoting capability as the distance from each incident surface 8 increases. It is an area. It is preferable that the ability of emission suppression or emission promotion does not change suddenly at the boundary between each emission gradually increasing region 20 and each emission suppressing region 18 and at the boundary between each emission gradually increasing region 20 and each emission promoting region 21.
  • each emission gradually increasing region 20 gradually loses its emission suppressing capability as it moves away from each incident surface 8.
  • each of the emission gradually increasing regions 20 is formed so that the formation density of the above-described emission promoting means gradually increases from a sparse to a dense and smooth.
  • the formation density of the emission promoting means does not change discontinuously (that is, stepwise) at the boundary between each emission promotion region 21 and each emission gradually increasing region 20.
  • the formation density of the emission promotion means in each emission gradually increasing region 20 is changed from the boundary between each emission gradually increasing region 20 and each emission promoting region 21 to the boundary between each emission gradually increasing region 20 and each emission suppressing region 18. The output gradually decreases and becomes 0 at the boundary between each emission gradually increasing region 20 and each emission suppressing region 18.
  • the emission promotion means formed in each emission promotion region 21 and the emission promotion means formed in each emission gradual increase region 20 are as long as there is no sense of incongruity regarding the visibility on the surface light source device 2 and the emission luminance.
  • Different types for example, a textured surface and a ridge-like microprism-like projection surface may be used.
  • the first and second light control members 4 and 5 are formed in a film shape with a resin material (for example, polyethylene terephthalate (PET), PMMA, PC) excellent in light transmittance. As shown in FIGS. 1 and 2, the planar shape of each of the light control members 4 and 5 is almost the same as the emission surface 17 of the second light guide plate 7 and is a quadrangle.
  • a resin material for example, polyethylene terephthalate (PET), PMMA, PC
  • the first light control member 4 has a light diffusion function
  • the second light control member 5 has a function of correcting the traveling direction of light.
  • At least one of the inner surface (the surface facing the emission surface 17) and the outer surface (the surface facing the second light control member 5) of the first light control member 4 is a rough surface.
  • the outgoing light from the outgoing surface 17 is diffused and supplied to the second light control member 5.
  • the diffusion action by the rough surface makes it difficult for the emission promoting means (rough surface or the like) formed on the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 to be visually recognized from the outside of the liquid crystal display panel 3.
  • the second light control member 5 has a prism surface on its outer surface (surface facing the liquid crystal display panel 3; upper surface). Such a light control member is called an upward prism sheet.
  • a large number of prism-shaped protrusions 22 having a substantially triangular cross section extending in the longitudinal direction (X direction) of the respective incident surfaces 8 and 8 of the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 are continuously provided in a bowl shape on the prism surface. Is formed.
  • the second light control member 5 deflects the traveling direction of the light diffused by the first light control member 4 toward the front direction of the emission surface 17 by a well-known function, and Increasing incident light at normal or near normal angles.
  • luminance characteristic curves (solid line A, solid line B, and broken line C) under three lighting conditions (first lighting condition to third lighting condition) are drawn. Each curve A, B, C is obtained
  • the lighting conditions are as follows.
  • 'Dashed line C LEDs 14a to 14c of both point light source units 10 and 10 are lit (first illumination light and first light
  • the shape drawn by the solid line B is substantially bilaterally symmetric with the solid line A with reference to the center line (C L) in the direction orthogonal to the incident surface 8 of the first light guide plate 6. That is, light emission of the first illumination light from the first emission surface 13 is suppressed in the emission suppression region (first emission suppression region) 18 of the first light guide plate 6.
  • the emission gradually increasing area (first emission gradually increasing area) 20 the emission luminance gradually increases smoothly as the distance from the first emission suppressing area 18 increases.
  • the emission luminance becomes substantially constant.
  • the broken line C shows a slight difference in the direction from the highest emission luminance on the center line (CL) in the direction (Y direction) orthogonal to the incident surface 8 of the first light guide plate 6 to the side surface 15 at each end. As a whole, the output luminance is almost constant.
  • the light utilization efficiency is higher than that of the conventional technology (surface light source device 100) described above. This is because the surface light source device 100 guides the inside of the light guide plate 101 and the light guide plate 102 for light guide length. This is because it is larger than that of the surface light source device 2 and the light use efficiency is likely to be lowered. Furthermore, as shown in FIG. 15, changing the light traveling direction by 180 degrees by the reflector 103 also reduces the light utilization efficiency. In the surface light source device 2, it is not necessary to change the light traveling direction by 180 degrees using such a reflector.
  • the pair of (two) point light source units 10 can be arranged with the thickness reduced under the condition that the light emitting area of the surface light source device 2 is the same as that of the prior art. Therefore, the compactness of the surface light source device and the display device is facilitated, and the emission luminance of light (white light in the present embodiment) obtained by mixing (mixing) the emission colors of the LED groups is increased.
  • first outgoing light outgoing light derived from the first illumination light
  • second outgoing light outgoing light derived from the second illumination light
  • the first emission light and the second emission light are emitted from the emission surface 17. Therefore, neither the first outgoing light nor the second outgoing light is likely to be light with insufficient color mixing. In the case of the present embodiment, since white light is generated in a mixed color, uniform white light with suppressed color unevenness is emitted from the emission surface 17.
  • a surface light source device (second prior art) that is similar in appearance to the surface light source device 2 according to the present embodiment is known, but the configuration and action of the surface light source device 2 are as follows. The effect is quite different.
  • FIG. 5 (a) is a partially enlarged cross-sectional view of the surface light source device 2 shown in FIGS. 1 to 3 (a) and 3 (b).
  • FIGS. 5 (b) to 5 (d) are partial enlarged cross-sectional views illustrating four types of arrangements according to the first modification of the surface light source device 2 shown in FIG. 5 (a).
  • FIGS. 5A to 5D the incident light surface 8 side of the second light guide plate 7 of the surface light source device 2 is partially enlarged.
  • the frame 23 of the point light source unit 10 that supplies the second illumination light Is disposed on the lower end side of the first light guide plate 6, and a scat part 24 that shields light from the entire end face 15 of the first light guide plate 6 is formed. This prevents light leakage from the end face 15 of the first light guide plate 6 and incidence into the first light guide plate.
  • the frame 23 may be made of plastic or metal.
  • the entire surface of the end face (15) of the second light guide plate 7 is arranged in the same manner on the upper end side of the frame (23) of the point light source unit (10) for supplying the first illumination light.
  • a skirt (24) that shields light closely is formed (see Fig. 2). This prevents light leakage from the end face 15 of the second light guide plate 6 and incidence into the second light guide plate.
  • skirt portion 24 included in the frame 23 in FIG. 5 (c) is deleted, and, instead, a vertically symmetric shape is formed as shown in FIG. It is also possible to sandwich. In this case as well, light is prevented from entering the light guide plate 6 or 7 via the end face 15.
  • an extra color is added to the light emitted from the emission surfaces 13 and 17 above the first and second emission promotion regions 21 (light that is sufficiently mixed; white light in this embodiment). Of light (light which is not sufficiently mixed and enters from the end face 15) is avoided. Accordingly, a more uniform mixed color light (white light in the present embodiment) is emitted from the emission surface 17.
  • the upper end side where the skirt portion 24 of the frame 23 of the point light source unit 10 is not formed abuts against the upper end of the incident surface 8 of the second light guide plate 7 (FIG. 5 (b )), Or the flange 25 is closely engaged (hooked) with the exit surface 17 in the vicinity of the entrance surface 8 of the second light guide plate 7.
  • FIGS. 5 (b), (c), and (d) can be modified and applied to the frame of the point light source unit (not shown) of the first light guide plate 6.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view according to Modification 2 of the surface light source device 2 shown in FIGS. 1 to 3 (a) and 3 (b).
  • the end surface 15 of the first light guide plate 6 is positioned slightly retracted in the Y direction from the incident surface 8 of the second light guide plate 7.
  • the second illumination light is prevented from entering the first light guide plate 6 directly from the end face 15 of the first light guide plate 6.
  • the end surface 15 of the second light guide plate 7 is positioned in the Y direction with respect to the incident surface 8 of the first light guide plate 6. I am letting. Accordingly, the first illumination light is prevented from entering the second light guide plate 7 directly from the end face 15 of the second light guide plate 7.
  • the same effect as the first modification can be expected.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a third modification of the surface light source device 2 shown in FIGS. 1 to 3 (a) and 3 (b).
  • the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 of the surface light source device 2 have a rectangular cross-sectional shape, and the emission surface 13 and the back surface 16 extend in parallel to each other, The back surface 11 extends in parallel. Thereby, the thickness dimension of the surface light source device 2 increases.
  • the light emission in the vicinity of the incident surface 8 of the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 in the vicinity of the light mixture insufficient is more effectively suppressed, and the color mixture is made more uniform (this In the embodiment, it is expected to emit light that has been whitened.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a modification 4 of the surface light source device 2 shown in FIGS. 1 to 3A and 3B.
  • the emission surfaces 13 and 17 and the back surfaces 16 and 11 in the light emission suppression region 18 of the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 are formed in parallel.
  • the thicknesses of the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 are gradually reduced as the distance from the incident surface 8 increases in each emission gradually increasing region 20 and each emission promoting region 21.
  • the inclination angle of the back surfaces 16 and 11 forming the wedge shape of the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 is increased in a portion close to the end surface 15.
  • the emitted light quantity at the position near the incident surface 8 and the position near the end face 15 of the first light guide plate 6 tends to be slightly insufficient. Also in the surface light source device 2 of the fourth modification, it is possible to obtain the same effect as the above-described surface light source devices 2.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a modification 5 of the surface light source device 2 shown in FIGS. 1 to 3 (a) and 3 (b).
  • the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 are deformed in the light emission gradually increasing regions 20.
  • the outgoing light gradually increasing area of the first light guide plate (first outgoing light gradually increasing area) 20 is divided into two wedge-shaped regions (the cross-section is triangular) by a dividing line 26 that runs diagonally from the end on the entrance surface 8 side (on the back surface 16) to the end on the end surface 15 side (on the exit surface 13). It is classified. Of these two wedge-shaped regions, many light scatterers are mixed in the lower wedge-shaped region in FIG. 9, and light scatterers are mixed in the upper wedge-shaped region.
  • the emission gradually increasing region (second emission gradually increasing region) 20 of the second light guide plate is an end portion on the incident surface 8 side.
  • the matrix (base material) of the first light guide plate and the second light guide plate is a transparent resin.
  • the light scatterer fine particles of a material having a refractive index different from that of the resin can be used.
  • the light scattering ability of each of the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 in each of the emission gradually increasing regions 20 gradually increases from each of the emission suppression regions 18 toward each of the emission promotion regions 21, and Accordingly, the emission luminance gradually increases.
  • the back surfaces 16 and 11 may be smooth surfaces similar to the emission suppression region 18 in the sections corresponding to the emission gradually increasing regions 20.
  • examples of using the primary colors LEDs 14a, 14b, and 14c of R (red), G (green), and B (blue) as point light sources having different emission colors have been exemplified.
  • this does not limit the invention.
  • a plurality of white point light sources (white LEDs) with small variations in the color of the luminescent color may be used instead of the primary colors LEDs 14a, 14b, 14c. That is, commercially available white LEDs often have slight variations in color. For example, white light with redness, white light with blueness, white light with green power S, white light with yellowness, and so on.
  • FIG. 10 (a) is a cross-sectional view of the surface light source device 2 according to Modification 7
  • FIG. 10 (b) is an enlarged view of part A in FIG. 10 (a).
  • Fig. 10 (c) is an enlarged view of part B in Fig. 10 (a).
  • FIG. 11 is a diagram showing a luminance distribution curve of the emitted light from the second light guide plate 7 in correspondence with the schematic cross-sectional shape of the surface light source device 2 according to Modification 7.
  • the point light source unit 10 constituted by a plurality of LEDs 14 is arranged along the incident surface 8 of the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7.
  • the first reflecting surfaces 30 and 31 are formed near the upper end of the incident surface 8 of each light guide plate 6 and 7, and the second reflecting surfaces 32 and 33 are formed near the lower end.
  • the reflecting surfaces 30 and 32 provide inclined surfaces that each form an angle of ⁇ with respect to a virtual plane 34 parallel to the back surface 16.
  • the inclination of the reflecting surface 30 and the inclination of the reflecting surface 32 are opposite to each other, and the first light guide plate 6 is formed so as to gradually increase in thickness as the distance from the incident surface 8 increases.
  • the reflecting surfaces 31 and 33 also provide inclined surfaces that each form an angle of ⁇ with respect to the virtual flat surface 35 parallel to the emitting surface 17. To do.
  • the inclination of the reflecting surface 31 and the inclination of the reflecting surface 33 are opposite to each other, and the second light guide plate 7 is formed so as to gradually increase in thickness as the distance from the incident surface 8 increases.
  • the first light guide plate 6 has a range in which the first reflecting surface 30 and the second reflecting surface 32 are formed (from the incident surface 8).
  • the plate thickness is gradually increased as the distance from the incident surface 8 in the direction of arrow XI in FIG.
  • the positional force at which the first reflecting surface 30 and the second reflecting surface 32 disappear is also gradually reduced in thickness as it is directed in the direction of the arrow XI in FIG. 10 (a).
  • the second light guide plate 7 has a range in which the first reflecting surface 31 and the second reflecting surface 33 are formed (from the incident surface 8 to a predetermined dimension Ml).
  • the plate thickness is gradually increased as the distance from the incident surface 8 in the direction of arrow X2 in Fig. 10 (a) increases.
  • the positional force at which the first reflecting surface 31 and the second reflecting surface 33 disappear is also indicated by the arrow X2 in FIG. Decrease the plate thickness gradually toward the direction.
  • Ha illustrates the traveling direction of the internally reflected light when the reflecting surfaces 30 and 32 are not present, and Hb indicates the internally reflected light in the modified example 7 in which the reflecting surfaces 30 and 32 exist.
  • the direction of travel is illustrated.
  • Ha illustrates the traveling direction of the internally reflected light when the reflecting surfaces 31 and 33 are not present, and Hb indicates the interior in the modified example 7 where the reflecting surfaces 31 and 33 exist.
  • the traveling direction of the reflected light will be exemplified.
  • Hb is less likely to escape from the light guide plate 6 or 7 than Ha. Therefore, the emission from the emission surface 13 or the emission surface 17 (natural emission) in each emission suppression region 18 can be more effectively suppressed in the modified example 7.
  • the modified example 7 is suitable when the light guide plates 6 and 7 have a wedge shape (see FIG. 2 (a)). Now, if the angle of inclination of the exit surface 13 of the first light guide plate 6 and the angle of inclination of the back surface 11 of the second light guide plate 7 are both oc, the advantage of the modified example 7 is exhibited especially when ex is large (steep slope). Is done.
  • the internally propagated light of the light guide plates 6 and 7 is in the vicinity of the incident surface 8 and below the critical angle with respect to the exit surface 13 or the exit surface 17.
  • the phenomenon of internal incidence at the incident angle is suppressed.
  • each emission suppression region 18 functions better, emission before the emission colors are sufficiently mixed is suppressed, and color unevenness becomes less noticeable.
  • Figures 10 (b) and 10 (c) are accompanied by numerical values. These numerical values are examples for making it easier to understand the present modification. As shown in FIGS. 10 (b) and 10 (c), the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 have the incident surface 8 thickness of 2.53 mm, ⁇ is 4 °, and Ml is 3 mm. Similarly, the reflective surfaces 30 to 33 are formed.
  • FIG. 12 (a) is a plan view of the surface light source device 2 according to the modified example 8 assuming a case where no widening means is formed on the incident surface, and the first light guide plate 6 side is not shown. Yes.
  • FIG. 12B is a plan view for explaining the surface light source device 2 according to the reference example compared with the modification example 8, and the first light guide plate 6 side is not shown.
  • FIG. 12 (c) is a plan view of the surface light source device 2 according to Modification Example 8, and the illustration of the first light guide plate 6 side is omitted.
  • FIG. 12 (d) is a partially enlarged view of FIG. 12 (c).
  • FIG. 12 (e) is a view showing another embodiment of the widening means (corresponding to FIG. 12 (d)).
  • Fig. 13 (a) is an enlarged view of the main part of Fig. 12 (d), and Fig. 13 (b) is taken along line Dl-D1 in Fig. 13 (a). It is sectional drawing.
  • a surface light source device 2 is shown.
  • a widening means 40 is formed on the incident surface 8 of the second light guide plate 7 so as to face the LED 14 on a one-on-one basis.
  • the wide angle means 40 is arranged so as to face the LEDs 14 located at both ends of the plurality of LEDs 14 constituting the point light source unit 10.
  • the widening means 40 in FIG. 12 (c) is shown enlarged.
  • FIG. 12 (e) illustrates a wide-angle widening means 40 having a different structure from the wide-angle widening means 40 of FIG. 12 (d).
  • the widening means 40 is disposed on the incident surface 8 of the second light guide plate 7 at portions corresponding to the LEDs 14 disposed at both ends in the longitudinal direction. .
  • the light H ′ from the LED 14 spreads largely toward the longitudinal direction of the incident surface 8 after entering the second light guide plate 7 (see the light H in FIG. 13 (a)).
  • the light is guided so that it does not spread in the thickness direction of the second light guide plate 7 ( ⁇ in FIG. 13 (b) does not change).
  • the concave shape 41 see FIG.
  • planar shape is a substantially circular arc shape, or a rough surface 42 (see FIG. 12) where a plurality of microscopic projections whose planar shape is approximately triangular is continuous. (see (e)) can be adopted.
  • the side surfaces of the microprojections constituting the recess 41 and the rough surface 42 as the widening means 40 are formed so as to be orthogonal to the emission surface 17 orthogonal to the incident surface 8 (see FIG. 13B).
  • the longitudinal direction of the incident surface 8 of the second light guide plate 7 depends on the emission profiles of the individual LEDs 14 constituting the point light source unit 10 and the arrangement of the LEDs 14. Light from the LEDs 14 arranged at both ends is unlikely to mix with light from other LEDs 14 inside the second light guide plate 7. As a result, the color mixture (for example, whitening) of the emitted light on both ends in the longitudinal direction of the incident surface 8 is likely to be insufficient.
  • the light from the LEDs 14 arranged on both end sides of the incident surface 8 of the second light guide plate 7 is incident on the incident surface of the second light guide plate 7 by the widening means 40.
  • the light is broadly spread toward the longitudinal direction of 8 (see Fig. 13 (a)). Therefore, it is possible to mix colors in a wide range with other 14 LEDs, which is advantageous in reducing variation in color distribution.
  • FIG. 14 (a) schematically illustrates the surface light source device 2 according to Modification 8 as viewed from the second light guide plate side, in order to explain the results of the measurement performed in Modification 8.
  • FIG. The measurement results are shown in Figures 14 (b) to 14 (e) using the UCS chromaticity diagram according to the standard CIE 1976.
  • the display contents of each figure are as follows.
  • u 'value CIE 1976 UCS chromaticity
  • Fig. 14 (e) shows the v 'value (Fig. 14 (a)) obtained in FIG. 14 (a) for the chromaticity measurement force obtained at a plurality of positions on the opposite side of the incident surface 8 of the second light guide plate 7. It is a diagram showing the CIE 1976 UCS chromaticity diagram (coordinate values for the yellow-blue axis).
  • FIGS. 14B to 14E indicates the position in the width direction of the second light guide plate 7 parallel to the incident surface 8.
  • 14 (b) to 14 (e) dotted lines and wrinkles indicate u and v ′ of the surface light source device 2 (see FIG. 12 (a)) without forming the dent 41 in the incident surface 8.
  • the alternate long and short dash line and country indicate u 'and V of the surface light source device 2 (see Fig. 12 (b)) in which the indentation 41 is formed on the incident surface 8 in correspondence with each LED14.
  • solid lines and ⁇ indicate u and V of the surface light source device 2 (see FIG. 12 (c)) according to this modification.
  • the incident surface 8 is a plane ( The difference in chromaticity on the cross section parallel to the incident surface 8 compared to the case where the depression 41 is formed on the incident surface 8 corresponding to all LEDs 10 (see Fig. 12 (a)) (see 12 (b)). Can be kept small.
  • the surface light source device 2 has been described by taking the second light guide plate 7 side as an example, the surface light source device 2 may be similarly applied to the first light guide plate side. In that case, widening means 40 corresponding to the LEDs at both ends of the plurality of LEDs 14 arranged facing the incident surface 8 of the first light guide plate 6 are formed on the incident surface 8 of the first light guide plate 6.
  • the second light control member 5 may be changed from an upward prism sheet to a downward prism sheet.
  • the downward-facing prism sheet has a large number of prism-shaped projections on the surface (inner surface) facing the first light control member 4.
  • the number of prism sheets arranged, the direction in which the prismatic protrusions extend, the prism may be changed as appropriate according to the light emission characteristics required for the surface light source device 2. In some cases, the arrangement of the prism sheet may be omitted.
  • a polarization separation sheet may be disposed on the exit surface 13 side of the first light guide plate 6 as necessary. In this case, only the necessary polarization component can be used as the outgoing light by the polarization separation sheet.
  • the first light guide plate 6 and the second light guide plate 7 are exemplified by a mode in which the emission promoting means is formed on the back surfaces 16 and 11 side.
  • this does not limit the invention.
  • an exit facilitating means for example, a rough surface
  • an emission promoting means for example, a rough surface
  • the point light source unit 10 is exemplified by a plurality of sets of R, G, B LEDs 14a, 14b, 14c arranged.
  • R, G, B LEDs 14a, 14b, 14c this does not limit the invention.
  • LEDs of colors other than R, G, and B may be used as appropriate.
  • the light emission color to be combined is selected according to the desired color of the light emitted from the emission surface 17.
  • the desired color of the light emitted from the emission surface 17 is white light.
  • a combination of the point light sources of the first light source group and the second light source group is selected so that white light is generated with mixed colors.
  • the use of R, G, and B primary color LEDs 14a-14c is a typical example.
  • white light is used for backlighting color LCD panels.
  • the reflection sheet 12 may be omitted.
  • the inner surface of the case that houses the surface light source device 2 is excellent in light reflectivity, the inner surface of the case can be used in place of the reflective sheet 12.
  • the surface light source device 2 or the display device 1 according to the present invention can be used in a posture other than the posture described in the above-described embodiments and modifications.
  • the upper and lower expressions in the description of the above-described embodiments and modifications are expressions for facilitating the description.
  • illumination light may be output downward from the surface light source device 2 and the liquid crystal display panel 3 disposed below the surface light source device 2 may be backlit with the illumination light.

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Abstract

　表示装置の表示部材を照明する面光源装置は、低屈折率の層を挟んで重ねて配置された第１、第２導光板を有する。両導光板は、光入射側の側端面が互いに反対側に位置し、第１導光板の出射面と第２導光板の裏面が、低屈折率の層を挟んで対向し合うように配置される。各導光板には、光入射側から末端側に向かって順に出射抑制領域、出射漸増領域、出射促進領域が形成される。各光源群は発光色が互いに異なる少なくとも２つの点状光源からなるが、各出射抑制領域内で諸色光の混合が行われ、第２導光板の出射面から出力光の色ムラが防止される。

Description

明 細 書
面光源装置及び表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、面光源装置及び該面光源装置を備えた表示装置に関し、例えば、カー ナビゲーシヨン装置、ビデオカメラ、デジタルカメラ、電子手帳、携帯電話機、携帯型 電子端末装置、電子手帳、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ等における面状照 明手段 (例えば、 LCDパネルのバックライティングアレンジメント手段）、あるいは、同 面状照明手段を含む表示装置に適用される。また、本発明は、広告パネル等の面状 照明手段あるいは同面状照明手段を含む表示装置にも適用され得る。
背景技術
[0002] 一般に、カーナビゲーシヨン装置、ビデオカメラ、デジタルカメラ、電子手帳、携帯 電話機、携帯型電子端末装置、電子手帳、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ等の 装置には、ディスプレイが装備されている。 1つの典型的なタイプのディスプレイにお いては、表示部材として液晶表示パネルが採用され、同液晶表示パネル力 導光板 を用いた面光源装置で照明される。導光板は、通常、側面近傍に配置された一次光 源による光供給を受ける。従来、一次光源として棒状の蛍光ランプが広く使用されて いた。蛍光ランプ力も導光板内に供給された光は、内部伝播の過程で出射面 (メジャ 一面)から徐々に出射され、表示部材 (液晶表示パネル）を照明する。
[0003] ところが、一次光源として蛍光ランプを使用すると、蛍光ランプ内に水銀が含まれて いるため、廃棄に際して環境にかける負荷が大きい。また、消費電力が大きいという 問題も起る。更に、液晶表示パネルによるカラー表示が一般ィ匕し、高い色再現性へ のニーズが生じている。
[0004] そこで、一次光源として、蛍光ランプに代えて、 LEDのような点状光源を用いること が提案され、頻繁に採用されるようになっている。特に、青色発光 LEDが製品化され てからは、これを利用して、白色の一次光を供給する LED光源素子が利用できるよう になった。これを「白色 LED」と呼んでいる。
[0005] 白色 LEDを一次光源に採用することで、低消費電力で、高密度実装 (インバータを 必要としな!/、構造)が可能な面光源装置が実現して 、る。下記特許文献 1に開示さ れた面光源装置はその例である。
[0006] 一方、近年、プラズマディスプレイのような色再現性に優れた表示装置が出現して おり、液晶表示装置 (液晶表示パネルを使用した表示装置)との間で画像表示品質 が比較されるようになっている。そのため、液晶表示装置には、カラー表示品質 (色 再現性）につ 、てよりシビアな要求がなされるようになって!/、る。
[0007] このような要求に応えるためには、 R (赤）， G (緑）， B (青）の三原色の LEDを複数 個使用して白色光を得る方法が提案されている。この方法により、白色 LEDを使用 する場合よりも高 、色再現性が得られることが知られて 、る。
[0008] このような、 R, G, Bの 3原色の LEDを使用した従来技術は、下記特許文献 2に開 示されている。図 15には、この従来技術 (第 1従来技術）に従った面発光装置 100が 示されている。面発光装置 100は、 R, G, B各色の LED104r, 104g, 104bを有す る点光源モジュール 104と、混合用導光板 101と、導光板 102と、リフレタター 103を 備えている。
[0009] 混合用導光板 101は、点光源モジュール 104からの各色の光を混ぜて白色化し、 先端面 106から出射する。この光は、リフレタター 103により進行方向を 180度変更さ れ導光板 102の端面 107に案内する。端面 107に案内された白色光は、端面 107か ら導光板 102内に入り、次いで、出射面 108から面状に出射され、液晶パネル 110 に供給される。
[0010] し力しながら、面光源装置 100では、各 LED104から発せられた光の導光長が長く なると共に、リフレタター 103の反射面を経て光の導光方向を 180度変換させている ため、光の利用効率が低くなり易ぐ高輝度の面状白色照明が望めない。
[0011] なお、後述する本発明の実施形態に係る面光源装置と外観上類似する面光源装 置 (第 2従来技術)が下記特許文献 3に開示されている。図 16はその概略構造を示し ている。図 16に示すように、面光源装置 200は、 2枚の導光板を重ねて使用している 。この点に関する限り、面光源装置 200は本発明に従った面光源装置と類似してい るように見える。しかし、面光源装置 200では、一次光源としての蛍光ランプ 201が使 用されている。また、重ね合わせられた両導光板 202, 203の裏面 204, 205全体に わたり、網点パターンが印刷されている。これは、単に出射輝度を均一化するための ものであり、 R, G, Bを充分に混色することで白色化して出射させることを可能にする 本発明の面光源装置 2とは構成及び作用 ·効果が全く異なる。
[0012] ，特許文献 1 ;特開平 10— 97200号公報参照
•特許文献 2；特開 2005 - 276734号公報
•特許文献 3；特開平 8— 240721号公報
発明の開示
[0013] 本発明の 1つの目的は、発光色が互いに異なる少なくとも 2つの点状光源を一次 光源として用いた場合に、それら発光色が十分に混ぜられて色ムラの無い面状照明 光が得られるように、面光源装置を改良することにある。また、本発明のもう 1つの目 的は、そのように改良された面光源装置を用いて高品質の表示を行える表示装置を 提供することにある。
[0014] 本発明の更にもう 1つの目的は、上記改良を利用して、色ムラの無い白色の面状照 明光が得られる面光源装置及び同面光源装置を用いて高品質の表示を行える表示 装置を提供することにある。
[0015] 本発明は先ず、第 1の側端面、第 1の出射面、及び、該第 1の出射面と反対側に位 置する第 1の裏面を有する第 1導光板と、発光色が互いに異なる少なくとも 2つの点 状光源力もなり、前記第 1の側端面に沿って配置されるとともに、第 1照明光を供給 する第 1光源群と、第 2の側端面、第 2の出射面、及び、該第 2の出射面と反対側に 位置する第 2の裏面を有する第 2導光板と、発光色が互いに異なる少なくとも 2つの 点状光源からなり、前記第 2の側端面に沿って配置されるとともに、第 2照明光を供 給する第 2光源群と、前記第 1導光板よりも低屈折率の層とを備えた面光源装置に適 用される。
[0016] 本発明の 1つの特徴に従えば、前記第 1導光板と前記第 2導光板とは、前記層が前 記第 1の出射面と前記第 2の裏面との間に介在し、且つ、前記第 1の側端面と前記第 2の側端面が互いに反対側に位置するように重ねて配置される。そして、前記第 1導 光板は、前記第 1の出射面力 の前記第 1照明光の光出射を抑制する第 1の出射抑 制領域と、前記第 1の出射面からの前記第 1照明光の光出射を促進する第 1の出射 促進領域と、前記第 1の出射抑制領域と前記第 1の出射促進領域とを繋ぐ第 1の出 射漸増領域とを有する。
[0017] また、前記第 2導光板は、前記第 2の出射面力 の前記第 2照明光の光出射を抑 制する第 2の出射抑制領域と、前記第 2の出射面からの前記第 2照明光の光出射を 促進する第 2の出射促進領域と、前記第 2の出射抑制領域と前記第 2の出射促進領 域とを繋ぐ第 2の出射漸増領域とを有する。
[0018] そして、前記第 1の出射抑制領域は、前記第 1の出射漸増領域よりも前記第 1の側 端面に近い位置にあるとともに、前記第 1の出射促進領域は、前記第 1の出射漸増 領域よりも前記第 1の側端面力 遠い位置にある。また、前記第 2の出射抑制領域は 、前記第 2の出射漸増領域よりも前記第 2の側端面に近い位置にあるとともに、前記 第 2の出射促進領域は、前記第 2の出射漸増領域よりも前記第 2の側端面から遠い 位置にある。
[0019] ここで、前記第 2の出射面から出力される照明出力光は、典型的には白色光である
。また、前記第 1導光板は、前記第 1の側端面から離れるに従って厚さを漸減する楔 形形状の導光板とし、前記第 2導光板は、前記第 2の側端面力 離れるに従って厚さ を漸減する楔形形状の導光板とすることができる。
[0020] あるいは、前記第 1導光板として、前記第 1の出射促進領域において、厚さを前記 第 1の側端面力 離れるに従って漸減するものを採用し、前記第 2導光板として、前 記第 2の出射促進領域において、厚さを前記第 2の側端面力 離れるに従って漸減 して 、るものを採用しても良!、。
[0021] 更に、前記第 1導光板は、前記第 1の側端面と反対側に位置する末端において遮 光され、前記第 2導光板は、前記第 2の側端面と反対側に位置する末端において遮 光されるようにしても良い。
[0022] 本発明は、面光源装置と、該面光源装置力 の出力光によって照明される表示部 材とを備えた表示装置にも適用される。本発明の特徴に従えば、面光源装置として、 上述したいずれかの面光源装置が採用される。
[0023] 本発明に従った面光源装置においては、第 1導光板に第 1の出射抑制領域が第 1 照明光の光の入射側に設けられているので、第 1照明光の多くの部分が十分に混合 されてから、第 1の出射面力 出射され、第 2導光板に入り、第 2の出射面力 出射さ れる。一方、第 2導光板に第 2の出射抑制領域が第 2照明光の光の入射側に設けら れているので、第 2照明光の多くの部分が十分に混合されてから、第 2の出射面から 出射される。即ち、第 1及び第 2の出射抑制領域内に、複数の色の光が混ざり合う色 混合領域が形成される。
[0024] また、第 1導光板に設けられる第 1の出射促進領域と、第 2導光板に設けられる第 2 の出射促進領域とは、互いに逆側にあるため、第 2の出射面力 の光出射は、全体 的に均一に起る。その結果、面光源装置の出力照明光 (第 2の出射面からの出射光 )の色と強度は、全体的に均一なものとなる。
[0025] 発光色の混合で白色光が生成されるように、第 1光源群と第 2光源群で使用される 点状光源の発光色を選べば、面光源装置により色と明るさのムラが少ない照明出力 光が得られる。
[0026] これら利点は、上記面光源装置の照明出力光で表示部材を照明する表示部材の 表示品質を向上させる。特に、表示部材がカラー表示液晶表示パネルである場合に 、高品質のカラー表示が可能になる。
図面の簡単な説明
[0027] [図 1]本発明の実施形態に係る表示装置を示す分解斜視図である。
[図 2]図 1にお 、て Y方向に沿った表示装置の断面図である。
[図 3] (a)は、図 1に示した表示装置を示した平面図で、液晶表示パネル (被照明部 材）、第 1及び第 2の光制御部材は取り除いて描かれている。（b)は、複数の LEDか らの光の混合状態を示す同表示装置の部分的平面図である。
圆 4]図 1に示した表示装置に装備されている面光源装置の要部断面形状に対応さ せて、出射輝度曲線を示した図である。
[図 5] (a)は、図 1乃至図 3 (a)、（b)に示した面光源装置の部分拡大断面図である。 ( b)〜（d)は、各々図 5 (a)に示した面光源装置の変形例 1に従った 4種の配置につい て説明する部分拡大断面図である。
[図 6]本発明の変形例 2に係る面光源装置の部分的断面図である。
[図 7]本発明の変形例 3に係る面光源装置の部分的断面図である。 圆 8]本発明の変形例 4に係る面光源装置の部分的断面図である。
圆 9]本発明の変形例 5に係る面光源装置の部分的断面図である。
[図 10] (a)は、本発明の変形例 7に係る面光源装置の断面図である。（b)は、（a)中 の A部拡大図である。（c)は (a)中の B部拡大図である。
圆 11]変形例 7に係る面光源装置の模式的断面形状に対応させて、第 2導光板から の出射光の輝度分布曲線を示した図である。
[図 12] (a)は、本発明の変形例 8に係る面光源装置において、入射面に広角化手段 を形成しな 、ケースを想定して描 、た平面図（第 1導光板側は図示省略)である。 (b )は、変形例 8と比較される参考例に係る面光源装置について説明する平面図 (第 1 導光板側は図示省略)である。（c)は、変形例 8に係る面光源装置の平面図 (第 1導 光板側は図示省略)である。（d)は、（c)の一部拡大図である。（e)は広角化手段の 他の形態を示す図（ (d)に対応する図)である。
[図 13] (a)は、図 12 (d)の要部を拡大して示す図である。（b)は、（a)中の D1— D1線 に沿った断面図である。
[図 14] (a)は、変形例 8について行った測定の結果を説明するために、変形例 8に係 る面光源装置を第 2導光板側力 見て模式的に描いた平面図である。（b)は、（a)に お!、て、第 2導光板の中央部の複数箇所における色度測定力 得られる u値 (CIE 1976 UCS色度図における赤—緑軸に関する座標値)を表わす線図である。（c) は、図 14 (a)において、第 2導光板の中央部の複数箇所における色度測定から得ら れる v'値 (CIE 1976 UCS色度図における黄一青軸に関する座標値)を表わす 線図である。（d)は、（a)において、第 2導光板の入射面と反対側の端部の複数箇所 における色度測定力も得られる u'値 (CIE 1976 UCS色度図における赤—緑軸 に関する座標値)を表わす線図である。（e)は、（a)において、第 2導光板の入射面と 反対側の端部の複数箇所における色度測定力 得られる v'値 (CIE 1976 UCS 色度図における黄—青軸に関する座標値)を表わす線図である。
[図 15]第 1従来技術に係る面光源装置の断面図である。
[図 16]第 2従来技術に係る面光源装置の断面図である。
発明を実施するための最良の形態 [0028] (面光源装置及びこれを備えた表示装置の構成）
図 1乃至図 3 (a)、 （b)には、本実施形態に係る表示装置 1が示されている。図 1は、 表示装置 1を示す分解斜視図であり、図 2は、図 1において Y方向に沿った断面図で ある。また、図 3 (a)は、表示装置 1を示した平面図で、液晶表示パネル (被照明部材 の例） 3、第 1及び第 2の光制御部材 4、 5を取り除いて描かれた平面図である。そして 、図 3 (b)は、複数の LEDからの光の混合状態を示す表示装置 1の部分的平面図で ある。
[0029] 表示装置 1は、面光源装置 2によって面状に照明される液晶表示パネル 3を有する 。面光源装置 2は、上下に重ね合わされて配置される第 1導光板 6及び第 2導光板 7 と、第 1導光板 6及び第 2導光板 7の側端面 (入射面 =第 1及び第 2の側端面) 8に沿 つてそれぞれ配置される点光源ユニット 10, 10と、反射シート 12と、第 1の光制御部 材 4と、第 2の光制御部材 5とを備える。
[0030] 反射シート 12は、下側の導光板である第 1導光板 6の下面（=第 1の裏面） 16に沿 つて配置される。第 1の光制御部材 4は、上側の導光板である第 2導光板 7の上面（ =第 2の出射面） 17に沿って配置される。第 2の光制御部材 5は、第 1の光制御部材 4の上側（外側）に重ねて配置される。
[0031] 点光源ユニット 10, 10は、一般に、発光色が互いに異なる少なくとも 2つの点状光 源力もなる一次光源である。本実施形態では、 R (赤）， G (緑)， B (青）の各原色の光 を夫々放射する LED14a, 14b, 14cが用いられる。各ユニット 10において、 1個ず つの LED14a, 14b, 14cは、 1つのセットを形成する。各ユニット 10は、一般に、複 数セットの LED14a, 14b, 14cを備える。
[0032] 即ち、各入射面 8に沿って、複数セットの LED14a, 14b, 14cが交番的に整列して 並ぶ。なお、図 3 (a)においては、各入射面 8の両端近くの 3つの LED14a, 14b, 14 cのみが図示され、他の LEDは図示が省略されている。後述するように、第 2導光板 7の上面 17からは、 LED14a, 14b, 14cの 3原色光の合成（混合）により生成された 白色光が、面光源装置 2の発光面全域力 高い均一度で出力される。
[0033] 第 1導光板 6は、入射面 (第 1の側端面) 8とは反対側に位置する末端に末端側面 1 5を備える。同様に、第 2導光板 7は、入射面 (第 2の側端面) 8とは反対側に位置する 末端に末端側面 15を備える。そして、第 2導光板 7は、第 1導光板 6上に、第 2導光 板 7の入射面 (第 2の側端面) 8が第 1導光板 6の末端面 (第 1の末端面） 15に対応し 、第 2導光板 7の末端面 (第 2の末端面) 8が第 1導光板 6の入射面 (第 1の側端面) 8 に対応するように重ねて配置されて 、る。
、（第 1導光板及び第 2導光板）
第 1導光板 6及び第 2導光板 7は、ポリメタクリル酸メチル (PMMA)、ポリカーボネ ート（PC)、シクロォレフイン系榭脂材料等の光透過性に優れた材料で形成される。 第 2導光板 7の上面 (第 2の出射面） 17と反対側の面は、裏面 (第 2の裏面） 11であり 、第 1導光板 6の上面 (第 1の出射面） 13と互いに対向し合っている。
図1〜図3 ( に示すように、第 1導光板 6及び第 2導光板 7は、四角形状の平面形状 を持つとともに、各入射面 8から離れるに従って厚さを減じている。換言すれば、第 1 導光板 6及び第 2導光板 7は楔板形状を持つ光学部材である。各入射面 8にお 、て 、第 1導光板 6及び第 2導光板 7の厚さは最大となる。また、各末端面 15において、 第 1導光板 6及び第 2導光板 7の厚さは最小となる。
[0034] このように第 1導光板 6と第 2導光板 7とを組み合わせると、面光源装置 2の厚み寸 法（図 1及び図 2における Z方向の寸法)を均一化し、小さくすることができ、従って、 面光源装置 2の小型化を図る上で有利である。
[0035] 図 2に示したように、第 1の出射面 13は第 1の裏面 16に対して傾斜した傾斜面を提 供する。同様に、第 2の離面 11は第 2の出射面 17に対して傾斜したもう 1つの傾斜面 を提供する。第 2の裏面 11と第 1の出射面 13との間には、薄い空気層が存在する。 云うまでもなぐ空気層の屈折率は略 1. 0に等しぐ他の任意の光学材料の屈折率よ りも小さぐ例えば、第 1導光板 6の屈折率よりも小さい。
[0036] ここで重要なことは、第 1導光板 6及び第 2導光板 7が、「十分な混色が行われる前 の光出射」を抑制する手段を備えていることである。即ち、第 1導光板 6は、入射面 8 力 末端面 15に向力 所定寸法 (L1)の範囲において、裏面 16は平滑面とされてい る。これにより、第 1の出射面 13からの光出射が抑えられる。その意味で、裏面 16の この領域は、第 1の出射面 13からの光出射を抑える出射抑制領域 (第 1の出射抑制 領域） 18を提供している。 [0037] 同様に、第 2導光板 7は、入射面 8から末端面 15に向力 所定寸法 (L1)の範囲に おいて、裏面 11は平滑面とされている。これにより、第 2の出射面 17からの光出射が 抑えられる。その意味で、裏面 11のこの領域は、第 2の出射面 17からの光出射を抑 える出射抑制領域 (第 2の出射抑制領域） 18を提供して 、る。
[0038] 各光出射抑制領域 18, 18の所定寸法 (L1)は、 R, G, Bの各 LED14a〜14cが充 分に混合する (本実施形態では白色光化する）のに必要とする各入射面 8からの距 離である。今、 LED14a〜14cの色が混ざり合いはじめる入射面 8からの距離を L1 ' とすると、 L1 >L1，とされている。距離 L1 'の値は例えば下記式で見積ることが可能 である。
[0039] Ll ' =P/ (2 -tan 0 )
図 3 (b)に示したように、上式における 0は、各 LED14a, 14b, 14c……力らの出 射光が入射面 8から入射した後の出射面 13と平行な方向への入射光の広がり角（最 強強度の半値以上の出射強度を与える角度範囲の大きさ）である。また、 Pは、同一 色の LEDピッチである。 LED14a— 14a間距離を Pa, LED 14b— 14b間距離を Pb 、 LED14c— 14c間距離を Pcとした時、 Pa = Pb = Pcであれば、 P = Pa ( = Pb = Pc とすることができる。また、 Pa、 Pb、 Pcに差がある場合は、 Pa、 Pb、 Pcの最大値を Pと することが望ましい。
[0040] もし、入射面 8やその近傍に広がり角 Θを大きくするような工夫がなされて 、る場合 には、そのような工夫がなされていない場合の L1 'よりも小さな値の L1 'とすることが できる。但し、 L1 'は同一色の光が混ざり合いはじめる距離 (入射面 8からの距離)で あるため、充分、白色光化するために必要な光の出射抑制領域 18の所定寸法 L1は L1 >L1 'であることが好ましい。一般には、第 1及び第 2導光板 6, 7の厚さ寸法や L ED14a〜14cの発光特性に応じて最適の寸法に調整される。
[0041] ここで、第 1導光板 6及び第 2導光板 7の入射面 8の長手方向 (X方向）寸法を L2と する。すると、第 1導光板 6及び第 2導光板 7の光の出射抑制領域 18, 18は、 (L1) X (L2)の面積の領域となる。また、 (Ll ' ) X (L2)の面積の領域が光混合前領域と なる。
[0042] 第 1の導光板 6の裏面 16には、入射面 (第 1の側端面) 8から離れた出射促進領域 ( 第 1の出射促進領域) 21が形成されている。また、第 1の出射抑制領域 18と第 1の出 射促進領域 21の間には、出射漸増領域 (第 1の出射漸増領域) 20が形成されている 。同様に、第 2の導光板 7の裏面 11には、入射面 (第 2の側端面) 8から離れた出射 促進領域 (第 2の出射促進領域) 21が形成されている。また、第 2の出射抑制領域 1 8と第 2の出射促進領域 21の間には、出射漸増領域 (第 2の出射漸増領域) 20が形 成されている。
[0043] 各出射促進領域 21は、各末端側面 15から所定寸法 (L1)の範囲に形成されてい る。その結果、図 2に示すように、第 1の出射抑制領域 18は第 2の出射促進領域 21と 重なり合い、第 2の出射抑制領域 18は第 1の出射促進領域 21と重なり合う位置関係 となる。また、第 1及び第 2の出射漸増領域 20も、重なり合う位置関係となる。
[0044] 各出射促進領域 21には、出射面 13あるいは 17からの出射を促す出射促進手段 が形成されている。出射促進手段としては、シボ面，畝状の微小プリズム状突起，ブ ラスト面，三角錐や円錐等の微小突起又は微小凹部等の粗面、光の乱反射性を持 つインク印刷面等であり、一般に、出射面 13あるいは 17からの光の出射を促すもの であれば良い。
[0045] 各出射漸増領域 20は、各出射抑制領域 18と各出射抑制領域 21とを接続する「中 間的な領域」であり、各入射面 8から離れるに従って徐々に出射促進能力を増す領 域である。各出射漸増領域 20と各出射抑制領域 18との境界、及び、各出射漸増領 域 20と各出射促進領域 21との境界において、出射抑制あるいは出射促進の能力は 急変しないことが好ましい。
[0046] 換言すれば、各出射漸増領域 20は各入射面 8から離れるに従って出射抑制能力 を徐々に失い、出射促進領域 21に近い程、出射促進の能力が高まる。
[0047] そのために、各出射漸増領域 20には、上記した出射促進手段の形成密度が疎か ら密に滑らかに漸増するように形成されて 、る。
[0048] 各出射促進領域 21と各出射漸増進領域 20との境界において、出射促進手段の形 成密度は不連続に (即ち、ステップワイズに)変化しないことが好ましい。また、各出 射漸増領域 20における出射促進手段の形成密度は、各出射漸増領域 20と各出射 促進領域 21との境界から、各出射漸増領域 20と各出射抑制領域 18との境界に向 力つて漸減し、各出射漸増領域 20と各出射抑制領域 18との境界では 0となる。
[0049] なお、各出射促進領域 21に形成される出射促進手段と各出射漸増領域 20に形成 される出射促進手段は、面光源装置 2上での視認性と出射輝度について違和感の ない限り、異なる種類のもの（例えば、シボ面と畝状の微小プリズム状突起面)であつ ても良い。
[0050] (第 1の光制御部材 Z第 2の光制御部材）
第 1及び第 2の光制御部材 4、 5は、光透過性に優れた榭脂材料 (例えば、ポリェチ レンテレフタレート（PET)、 PMMA、 PC)でフィルム状に形成されている。図 1乃至 図 2に示すように、各光制御部材 4、 5の平面形状は、第 2導光板 7の出射面 17とほ ぼ同じで四角形状である。
本実施形態においては、第 1の光制御部材 4は光拡散機能を有し、第 2の光制御部 材 5は光の進行方向を修正する機能を有する。
第 1の光制御部材 4の、内側面（出射面 17に対向する面）と外側面面 (第 2の光制御 部材 5に対向する面）の少なくとも一方の面は、粗面になっており、それにより出射面 17からの出射光を拡散して第 2の光制御部材 5に供給する。また、この粗面による拡 散作用により、第 1導光板 6及び第 2導光板 7に形成された出射促進手段 (粗面等） が液晶表示パネル 3の外側から視認され難くする。
[0051] 第 2の光制御部材 5は、図 1乃至図 2に示すように、その外側面 (液晶表示パネル 3 に対向する面；上面）がプリズム面を提供する。このような光制御部材は、上向きプリ ズムシートと呼ばれる。プリズム面には、第 1導光板 6及び第 2導光板 7の各入射面 8 , 8の長手方向（X方向）に延びる断面略三角形状のプリズム状突起 22が畝状に多 数連続して形成されている。第 2の光制御部材 5は、周知の機能により、第 1の光制 御部材 4によって拡散された光の進行方向を、出射面 17の正面方向寄りに偏向し、 液晶表示パネル 3の背面に、垂直あるいは垂直に近い角度で入射する光を増大させ る。
[0052] 次に、面光源装置 2の出射面 17からの出射光の輝度特性について図 4を参照して 説明する。図 4には、 3つの点灯条件 (第 1点灯条件〜第 3点灯条件)の下での輝度 特性曲線 (実線 A、実線 B及び破線 C)が描かれている。各曲線 A、 B、 Cが得られる 点灯条件は下記の通りである。
[0053] '実線 A;第 1条件 =第 2導光板 7に光供給を行う点光源ユニット 10を構成する LE
D14a〜14cのみを点灯 (第 2照明光のみ供給)。
[0054] ·実線 B;第 1点灯条件 =第 1導光板 6に光供給を行う点光源ユニット 10を構成する
LED 14a〜 14cのみを点灯 (第 1照明光のみ供給)。
[0055] '破線 C ;両点光源ユニット 10, 10の各 LED14a〜14cを点灯（第 1照明光及び第
2照明光を供給)。
[0056] 図 4力 次のことが理解される。
[0057] (1)実線 Aが示すように、第 2導光板 7の出射抑制領域 (第 2の出射抑制領域） 18 においては殆ど出射が起らない。即ち、第 2導光板 7の出射抑制領域 (第 2の出射抑 制領域） 18においては、第 2の出射面 17からの第 2照明光の光出射が抑制されてい る。出射漸増領域 (第 2の出射漸増領域) 20では、第 2の出射抑制領域 18から離れ るに従って滑らかに出射輝度が漸増する。第 2の出射促進領域 21に入ると、出射輝 度は略一定となる（末端の側端面 15に向力つて僅かに低下)。
[0058] (2)実線 Bの描く形状は、第 1導光板 6の入射面 8に直交する方向の中央ライン (C L)を基準にして、実線 Aと略左右対称である。即ち、第 1導光板 6の出射抑制領域（ 第 1の出射抑制領域） 18においては、第 1の出射面 13からの第 1照明光の光出射が 抑制されている。出射漸増領域 (第 1の出射漸増領域) 20では、第 1の出射抑制領 域 18から離れるに従って滑らかに出射輝度が漸増する。第 1の出射促進領域 21に 入ると、出射輝度は略一定となる。
[0059] (3)破線 Cの描く形状は、実線 Aと実線 Bを加算的に合成した形状となる。シンボリ ックに表現すれば、 C=A+Bである。破線 Cは、第 1導光板 6の入射面 8に直交する 方向 (Y方向）の中央線 (CL)において最も出射輝度が高ぐそこから各末端の側端 面 15に向カゝつて僅か〖こ出射輝度が低下する傾向を示す力 全体としてほぼ一定の 出射輝度が得られる。
[0060] このように、本実施形態では広範囲にわたって均一な出射輝度が得られる。また、 前述した従来技術 (面光源装置 100)と比べて光の利用効率が高い。なぜならば、面 光源装置 100では、混合用導光板 101と導光板 102の内部を導光することで導光長 が面光源装置 2の場合と比べて大きくなり、光の利用効率が低下し易いからである。 更に、図 15に示すように、リフレタター 103による光の進行方向の 180度変更も、光 の利用効率を低下させる。面光源装置 2では、このようなリフレタターによる光の進行 方向の 180度変更は不要である。
[0061] 更に、本実施形態によれば、面光源装置 2の発光面積を従来技術と同様とした条 件下で、厚さを減じ、一対（2個）の点光源ユニット 10を配置できる。従って、面光源 装置及び表示装置のコンパクトィ匕が容易となるとともに、 LED群の発光色の混合 (混 色)で得られる光 (本実施形態では白色光)の出射輝度が高められる。
[0062] また更に、本実施形態によれば、第 1照明光の光の多くの部分は、第 1導光板 6の 入射面 8の近傍に形成された第 1の出射抑制領域 18の作用により、発光色が十分に 混ぜられてから、第 1の出射漸増領域面 20及び第 1の出射促進領域面 21の上方の 出射面 13から出射され、第 2の導光板 7に供給される。この光の多くは、出射面 17か ら出射される。これを第 1出射光 (第 1照明光由来の出射光)と呼ぶことにする。
[0063] 一方、第 2照明光の光の多くの部分は、第 2導光板 6の入射面 8の近傍に形成され た第 2の出射抑制領域 18の作用により、発光色が十分に混ぜられてから、第 2の出 射漸増領域面 20及び第 2の出射促進領域面 21の上方の出射面 17から出射される 。これを第 2出射光 (第 2照明光由来の出射光)と呼ぶことにする。
[0064] 結局、出射面 17から、第 1出射光と第 2出射光が出射される。従って、第 1出射光と 第 2出射光いずれも、混色不足の光となり難い。本実施形態の場合、混色で白色光 が生成されるので、出射面 17から色ムラが抑えられた均一な白色光が出射される。
[0065] 尚、既述の通り、本実施形態に係る面光源装置 2と外観上類似する面光源装置 (第 2従来技術)が知られているが、面光源装置 2とは構成及び作用 ·効果が全く異なる。
[0066] (変形例 1)
[図 5] (a)は、図 1乃至図 3 (a)、（b)に示した面光源装置 2の部分拡大断面図である 。図 5 (b)〜図 5 (d)は、各々図 5 (a)に示した面光源装置 2の変形例 1に従った 4種の 配置について説明する部分拡大断面図である。なお、説明の便宜上、図 5 (a)〜(d) では、面光源装置 2の、第 2導光板 7の入射面 8側が部分的に拡大描示されている。
[0067] 図 5 (b) , (c)を参照すると、第 2照明光を供給する点光源ユニット 10のフレーム 23 が配置され、その下端側に、第 1導光板 6の末端面 15の全面に密接して遮光するス カート部 24が形成されている。これにより、第 1導光板 6の末端面 15からの漏光及び 第 1導光板内への入射が防止される。なお、フレーム 23はプラスチック製又は金属 製であって良い。
[0068] また、図示しないが同様の態様で、第 1照明光を供給する点光源ユニット（10)のフ レーム（23)の上端側に、第 2導光板 7の末端面（ 15)の全面に密接して遮光するス カート部（24)が形成されていいる（図 2参照)。それにより、第 2導光板 6の末端面 15 からの漏光及び第 2導光板内への入射が防止される。
[0069] また、図 5 (c)におけるフレーム 23が備えるスカート部 24を削除し、代わりに、図 5 ( d)のように上下対称形状とし、フレーム 23の庇部 25, 25で入射面 8を挟むようにして も良い。この場合も、末端面 15経由で導光板 6あるいは 7内へ光が入ることが防止さ れる。
変形例 1によれば、第 1及び第 2の出射促進領域 21の上方の出射面 13及び 17から 出射される光 (十分に混色された光;本実施形態では白色光）に、余分な色の光 (末 端面 15から入射する十分に混色されいない光）が加わることが回避される。従って、 より一層均質な混色光 (本実施形態では白色光)が出射面 17から出射される。
[0070] 尚、本変形例 1において、点光源ユニット 10のフレーム 23のスカート部 24を形成し ない上端側は、第 2導光板 7の入射面 8の上端に突き当てるか（図 5 (b) )、又は、第 2 導光板 7の入射面 8近傍の出射面 17に庇部 25を密接係合させる（引っかける）ように なっている。
[0071] また、図 5 (b) , (c) , (d)に示すフレーム 23の構成を、第 1導光板 6の図示しな 、点 光源ユニットのフレームに変形適用することもできる。
[0072] (変形例 2)
図 6は、図 1乃至図 3 (a)、（b)に示した面光源装置 2の変形例 2に係る部分的断面 図である。図 6を参照すると、第 1導光板 6の末端面 15が第 2導光板 7の入射面 8より も Y方向に若干引っ込めて位置されている。そして、第 2照明光が、第 1導光板 6の末 端面 15から直接第 1導光板 6内に入らないようになつている。なお、図示しないが、 第 2導光板 7の末端面 15は、第 1導光板 6の入射面 8よりも Y方向に引っ込めて位置 させている。それにより、第 1照明光が、第 2導光板 7の末端面 15から直接第 2導光 板 7内に入らないようになつている。変形例 2においても変形例 1と同様の作用 '効果 が期待できる。
[0073] (変形例 3)
図 7は、図 1乃至図 3 (a)、（b)に示した面光源装置 2の変形例 3について説明する 図である。図 7を参照すると、面光源装置 2の第 1導光板 6及び第 2導光板 7は、矩形 の断面形状を有し、出射面 13と裏面 16は互いに平行に延在し、出射面 17と裏面 11 が平行に延在している。これにより、面光源装置 2の厚さ寸法は増大する。しかし、第 1導光板 6及び第 2導光板 7の入射面 8近傍における混色不足 (本実施形態では白 色化不足）の光の出射がより効果的に抑えられ、より一層均質に混色 (本実施形態で は白色化)された光の出射が期待できる。
[0074] (変形例 4)
図 8は、図 1乃至図 3 (a)、（b)に示した面光源装置 2の変形例 4について説明する 図である。図 8を参照すると、第 1導光板 6及び第 2導光板 7の光の出射抑制領域 18 における出射面 13, 17と裏面 16, 11とが各々平行に形成されている。第 1導光板 6 及び第 2導光板 7は、各出射漸増領域 20と各出射促進領域 21で、各入射面 8から 遠ざ力るにしたがって厚さを漸減している。更に、第 1導光板 6及び第 2導光板 7の楔 形形状を形作る裏面 16, 11の傾斜角度は、末端面 15に近い部分において大きくし てある。このような部分的楔形状により、光の出射光量が僅かに不足する傾向がある 第 1導光板 6の入射面 8寄りの位置及び末端面 15寄りの位置における出射光量が若 干増加する。本変形例 4の面光源装置 2においても、前述の各面光源装置 2と同様 の作用'効果を得ることができる。
[0075] (変形例 5)
図 9は、図 1乃至図 3 (a)、（b)に示した面光源装置 2の変形例 5について説明する 図である。図 9を参照すると、第 1導光板 6及び第 2導光板 7の光の各出射漸増領域 2 0に変形が施されている。先ず、第 1導光板の出射漸増領域 (第 1の出射漸増領域） 20は、入射面 8側の端部 (裏面 16上)から、末端面 15側の端部（出射面 13上)まで 斜めに走る区分線 26によって 2つの楔形状領域 (断面は三角形状）に区分されてい る。これら 2つの楔形状領域の内、図 9において下側の楔形状領域域には多数の光 散乱子が混入され、上側の楔形状領域には光散乱子は混入されて ヽな ヽ。
[0076] 一方、第 2導光板の出射漸増領域 (第 2の出射漸増領域) 20は、入射面 8側の端部
(裏面 11上)から、末端面 15側の端部（出射面 17上)まで斜めに走る区分線 25によ つて 2つの楔形状領域 (断面は三角形状）に区分されている。これら 2つの楔形状領 域の内、図 9において下側の楔形状領域には多数の光散乱子が混入され、上側の 楔形状領域には光散乱子は混入されていない。なお、第 1導光板及び第 2導光板の マトリックス (基材)は、透明な榭脂である。また、光散乱子としては、その樹脂と屈折 率が異なる材料の微粒子を用いることができる。
[0077] 本変形例 5では、第 1導光板 6及び第 2導光板 7の各出射漸増領域 20における光 散乱能力が、各出射抑制領域 18から各出射促進領域 21に向かって漸増し、それに 従って、出射輝度も漸増する。なお、変形例 5において、裏面 16、 11は各出射漸増 領域 20に対応する区間において、出射抑制領域 18と同様の平滑面であって良い。
[0078] (変形例 6)
これまでの諸例では、発光色が互いに異なる点状光源として、 R (赤）， G (緑)， B ( 青）の各原色の LED14a, 14b, 14cを使用する態様を例示されたいる。しかし、これ は本発明を限定しない。例えば、発光色の色合いに小さなばらつきのある複数の白 色点状光源（白色 LED)を各原色の LED14a, 14b, 14cに代えて採用しても良い。 即ち、市販されている白色 LEDは、多くの場合、色合いに若干のばらつきがある。例 えば、赤みが力つた白色光、青みが力つた白色光、緑力 Sかった白色光、黄色がかつ た白色光等である。そのような場合、例えば、ランダムに選んだ白色光 LEDを原色の 白色 LED 14a〜 14cに代えて使用しても、前述した混色効果 (十分に混色してから 出射が起ること）により、色合いのばらつきは目立たない。
[0079] これに対して従来は、特定の色合いのもの（例えば青みが力つた白色光の白色 LE Dのみ）を選別して使用することで、色合いのばらつきを目立たなくしていた。しかし、 そのような選別作業には多大の労力を要する。本発明を適用すれば、発光色の色合 いにばらつきのある複数の点状光源 (例えば白色 LED)を、上記ような選別なしで使 用しても、色合いのばらつきは顕在化しない。
[0080] (変形例 7)
図 10 (a)は、変形例 7に係る面光源装置 2断面図であり、図 10 (b)は、図 10 (a)中 の A部拡大図である。また、図 10 (c)は図 10 (a)中の B部拡大図である。更に、図 11 は、変形例 7に係る面光源装置 2の模式的断面形状に対応させて、第 2導光板 7から の出射光の輝度分布曲線を示した図である。
[0081] こららの図を参照すると、複数の LED14によって構成される点光源ユニット 10が、 第 1導光板 6及び第 2導光板 7の入射面 8に沿って配置されている。変形例 7の特徴 に従えば、各導光板 6, 7の入射面 8の上端の近傍に、第 1反射面 30, 31が形成され 、下端の近傍に、第 2反射面 32, 33が形成されている。
[0082] 反射面 30, 32は、図 10 (b)に示されているように、裏面 16と平行な仮想平面 34に 対し、各々 δの角度をなすような傾斜面を提供する。但し、反射面 30の傾斜と、反射 面 32の傾斜は逆向きであり、入射面 8から離れるに従って第 1導光板 6が厚さを漸増 するように形成されている。
[0083] 一方、反射面 31, 33も、図 10 (c)に示されているように、出射面 17と平行な仮想平 面 35に対し、各々 δの角度をなすような傾斜面を提供する。反射面 31の傾斜と、反 射面 33の傾斜は逆向きであり、入射面 8から離れるに従って第 2導光板 7が厚さを漸 増するように形成されている。
[0084] 本例では、図 10 (a) , (b)に示すように、第 1導光板 6は、第 1反射面 30及び第 2反 射面 32が形成された範囲 (入射面 8から所定寸法 Mlだけ離れた位置までの範囲） において、入射面 8から図 10 (a)の矢印 XI方向に離れるにしたがって板厚を漸増さ せている。また、第 1反射面 30及び第 2反射面 32が消失した位置力も図 10 (a)の矢 印 XI方向に向力うにしたがって板厚が漸減して 、る。
[0085] 一方、第 2導光板 7は、図 10 (a) , (c)に示すように、第 1反射面 31及び第 2反射面 33が形成された範囲 (入射面 8から所定寸法 Mlだけ離れた位置までの範囲）にお V、て、入射面 8から図 10 (a)の矢印 X2方向に離れるにしたがって板厚を漸増させて いる。また、第 1反射面 31及び第 2反射面 33が消失した位置力も図 10 (a)の矢印 X2 方向に向かうにしたがって板厚を漸減させて 、る。
本変形例 7においては、第 1反射面 30, 31及び第 2反射面 32, 33が形成されてい るために、各導光板 6, 7内を伝播する内部伝播光がそれら反射面で内部反射した 時、内部反射後の進行方向は、それら反射面 (逆傾斜面)が存在しない場合 (図 2 (a )参照）と比べて、裏面 16あるいは出射面 17と平行な方向に近くなる。
[0086] 図 10 (b)において、 Haは反射面 30, 32が無い場合の内部反射光の進行方向を 例示しており、 Hbは反射面 30, 32が存在する変形例 7における内部反射光の進行 方向を例示している。また、図 10 (c)において、 Haは反射面 31 , 33が無い場合の内 部反射光の進行方向を例示しており、 Hbは反射面 31 , 33が存在する変形例 7にお ける内部反射光の進行方向を例示して 、る。
[0087] 云うまでもなぐ Hbは Haよりも導光板 6あるいは 7から脱出し難い。従って、各出射 抑制領域 18における出射面 13あるいは出射面 17からの出射（自然出射）が、変形 例 7ではより効果的に抑制できる。
[0088] 変形例 7は、導光板 6, 7が楔形状の場合 (図 2 (a)参照）に適している。今、第 1導 光板 6の出射面 13の傾斜角度及び第 2導光板 7の裏面 11の傾斜角を共に ocとする と、 exが大きい時 (急傾斜）に特に変形例 7の利点が発揮される。
[0089] 即ち、傾斜角 ocが大きい時には、出射面 13と裏面 16における繰り返し内部反射、 及び、出射面 17と裏面 11における繰り返し内部反射が、各入射面 8の近傍で過剰 に起こり、出射抑制領域 18においても出射面 13あるいは出射面 17からの自然出射 が惹起される虞がある。これは、入射面 8の近傍で、出射面 13あるいは出射面 17に 対する内部入射角が臨界角以下になり易くなるためである。
[0090] 以上説明したように、本変形例 7の適用により、導光板 6, 7の内部伝播光が、入射 面 8の近傍で、出射面 13あるいは出射面 17に対して臨界角以下の内部入射角で内 部入射する現象が抑えられる。その結果、各出射抑制領域 18がより良好に機能し、 発光色が十分に混ざる前の出射が抑制され、色ムラはより目立たなくなる。
[0091] なお、図 10 (b) , (c)には数値が併記されている。これら数値は、本変形例の理解 をより一層容易にするための例示である。図 10 (b) , (c)に示すように、第 1導光板 6 及び第 2導光板 7は、入射面 8の板厚が 2. 53mmで、 δが 4° 、 Mlが 3mmとなるよ うに、反射面 30〜33が形成されている。
[0092] これら諸数値はあくまで例示であり、各導光板 6, 7の発光面積等の各種設計条件 に応じて最適の数値が設定されることが好まし 、。
(変形例 8)
図 12 (a)は、変形例 8に係る面光源装置 2において、入射面に広角化手段を形成 しないケースを想定して描いた平面図で、第 1導光板 6側は図示を省略されている。 図 12 (b)は、変形例 8と比較される参考例に係る面光源装置 2について説明する平 面図で、第 1導光板 6側は図示を省略されている。また、図 12 (c)は、変形例 8に係る 面光源装置 2の平面図で、第 1導光板 6側は図示を省略されている。そして、図 12 (d )は、図 12 (c)の一部拡大図である。また、図 12 (e)は広角化手段の他の形態を示 す図（図 12 (d)に対応する図）である。
[0093] そして、図 13 (a)は、図 12 (d)の要部を拡大して示す図であり、図 13 (b)は、図 13 ( a)中の Dl— D1線に沿った断面図である。
[0094] 図 12 (a)を参照すると、第 2導光板 7の入射面 8には広角化手段が形成されていな い面光源装置 2、即ち、変形例 8に係る変形が施される前の面光源装置 2が示されて いる。
[0095] 図 12 (b)を参照すると、 LED14と一対一で対向するような広角化手段 40が第 2導 光板 7の入射面 8に形成されている。図 12 (c)を参照すると、点光源ユニット 10を構 成する複数の LED14のうちの両端部に位置する LED14に対向するように広角化手 段 40が配置されている。図 12 (d)には、図 12 (c)における広角化手段 40が拡大して 示されている。
[0096] また、図 12 (e)は、図 12 (d)の広角化手段 40とは異なる構造の広角化手段 40を例 示している。
[0097] 図 12 (c)に示した例では、第 2導光板 7の入射面 8は、その長手方向両端部に配置 された LED14と対応する部分に広角化手段 40が配置されて ヽる。この広角化手段 40により、 LED14からの光 H'は、第 2導光板 7の内部に入射する後に入射面 8の長 手方向寄りに大きく広がるが（図 13 (a)の光 H参照）、第 2導光板 7の板厚方向には 広がらない（図 13 (b)の εに変化がない）ように導光される。 入射面 8の広角化手段 40としては、平面形状が略円弧形状の凹み 41 (図 12 (d)参 照）、又は平面形状が略三角形状の微小突起が複数連続する粗面 42 (図 12 (e)参 照)等が採用可能である。広角化手段 40としての凹み 41及び粗面 42を構成する微 小突起の側面は、入射面 8と直交する出射面 17と直交するように形成される（図 13 ( b)参照)。
[0098] 比較のために、広角化手段 40を第 2導光板 7の入射面 8に何等形成しない面光源 装置 2について、図 12 (a)を参照して考察する。
[0099] 図 12 (a)に示した面光源装置 2では、点光源ユニット 10を構成する個々の LED14 力もの出射プロファイルやそれら LED14の並べ方によって、第 2導光板 7の入射面 8 の長手方向両端部に配置される LED14からの光が第 2導光板 7の内部で他の LED 14からの光と混ざりにくい。その結果、入射面 8の長手方向両端部側の出射光の混 色 (例えば白色化）が不充分となり易 、。
[0100] 一方、本変形例 8によれば、第 2導光板 7の入射面 8の両端部側に配置される LED 14からの光は、広角化手段 40によって第 2導光板 7の入射面 8の長手方向寄りに大 きく広げて導光される（図 13 (a)参照)。従って、他の LED14力もの光と広い範囲で 混色可能となり、色分布のばらつきを少なくする上で有利である。
[0101] 次に、図 14 (a)は、変形例 8について行った測定の結果を説明するために、変形例 8に係る面光源装置 2を第 2導光板側から見て模式的に描いた平面図である。測定 結果は、図 14 (b)〜図 14 (e)に、規格 CIE 1976に従った UCS色度図を用いて示 されている。各図の表示内容は下記の通りである。
[0102] ·図 14 (b)；図 14 (a)において、第 2導光板 7の中央部の複数箇所における色度測 定から得られる u'値 (CIE 1976 UCS色度図における赤—緑軸に関する座標値） を表わす線図である。
[0103] ·図 14 (c)；図 14 (a)において、第 2導光板 7の中央部の複数箇所における色度測 定から得られる V値 (CIE 1976 UCS色度図における黄一青軸に関する座標値） を表わす線図である。
[0104] ·図 14 (d;図 14 (a)において、第 2導光板 7の入射面 8と反対側の端部の複数箇所 における色度測定力も得られる u'値 (CIE 1976 UCS色度図における赤—緑軸 に関する座標値)を表わす線図である。
[0105] ·図 14 (e)は、図 14 (a)にお 、て、第 2導光板 7の入射面 8と反対側の端部の複数 箇所における色度測定力 得られる v'値 (CIE 1976 UCS色度図における黄— 青軸に関する座標値)を表わす線図である。
[0106] なお、図 14 (b)〜図 14 (e)の横軸は、入射面 8に平行な第 2導光板 7の幅方向に おける位置を示す。また、これら図 14 (b)〜図 14 (e)において、点線及び參は入射 面 8に凹み 41を形成しな 、面光源装置 2 (図 12 (a)参照）の u , v'を示すものである 。また、一点鎖線及び國は入射面 8に各 LED14に対応させて凹み 41を形成した面 光源装置 2 (図 12 (b)参照）の u'， Vを示すものである。更に、実線及び▲は本変形 例に係る面光源装置 2 (図 12 (c)参照）の u , Vを示すものである。
[0107] これら図 14 (b)〜図 14 (e)に示すように、本変形例に係る面光源装置 2 (図 12 (c) 参照）によれば、入射面 8が平面である場合（図 12 (a)参照）や入射面 8に全ての LE D10に対応させて凹み 41を形成する場合（12 (b)参照）に比較し、入射面 8に平行 な断面上における色度の差を小さく抑えることができる。
[0108] なお、本変形例に係る面光源装置 2は、第 2導光板 7側を例にして説明したが、第 1 導光板側にも同様に適用しても良い。その場合、第 1導光板 6の入射面 8に対向して 配置される複数の LED14のうちの両端部の LEDに対応する広角化手段 40が、第 1 導光板 6の入射面 8に形成される。
[0109] (その他の変形例）
以上説明した実施形態及び諸変形例は!、ずれも本発明に従った態様の例示であ る。そして、本発明には例えば次のような変形も許容される。
[0110] (A)第 2の光制御部材 5を上向きプリズムシートから下向きのプリズムシートに変更 しても良い。下向きのプリズムシートは、第 1の光制御部材 4に対面する側の面（内側 面）が多数のプリズム状突起を備える。
[0111] (B)上記 (A)で採用される下向きのプリズムシートの外側に、下向きプリズムシート のプリズム状突起と直交する方向に延びるプリズム状突起が形成された第 3の光制 御部材 (上向きプリズムシート）を配置しても良い。
[0112] 一般に、配置されるプリズムシートの枚数、プリズム状突起の延びる方向、プリズム 状突起の形状については、面光源装置 2に要求される発光特性に応じて、適宜変更 されて良い。場合によっては、プリズムシートの配置が省略されることもあり得る。
[0113] (C)第 1導光板 6の出射面 13側に、必要に応じて、偏光分離シートを配置しても良 い。この場合、偏光分離シートにより、必要とする偏光成分のみを出射光として利用 できる。
[0114] (D)上述の実施形態及び変形例において、第 1導光板 6及び第 2導光板 7は、その 裏面 16, 11側に出射促進手段を形成する態様が例示されている。しかし、これは本 発明を限定しない。例えば、裏面 16に代えて出射面 13に出射促進手段 (例えば粗 面）を形成しても良い。同様に、裏面 11に代えて出射面 17に出射促進手段 (例えば 粗面)を形成しても良い。
(E)上述の実施形態及び変形例では、点光源ユニット 10として、 R, G, Bの各 LED 14a, 14b, 14cを複数セット配置する態様を例示した。しかし、これは本発明を限定 しない。例えば、 R, G, B以外の色の LEDを適宜使用しても良い。一般に、組み合 わせられる発光色は、出射面 17から出射される光の希望色に応じて選択される。
[0115] 多くの場合、上述の実施形態及び変形例で説明したように、出射面 17から出射さ れる光の希望色は白色光である。
[0116] その場合、混色で白色光が生成されるように、第 1光源群及び第 2光源群の点状光 源の組み合わせが選択される。 R、 G、 Bの原色発光の LED 14a〜 14cの使用はそ の典型例である。周知のように、カラー表示用 LCDパネルのバックライティングには、 白色光が利用される。
[0117] (F)反射シート 12は省略され得る。例えば、面光源装置 2を収容するケース内面が 光反射性に優れて 、る場合、ケース内面を反射シート 12に代えて利用できる。
[0118] (G)本発明に従った面光源装置 2あるいは表示装置 1は、上述の実施形態及び変 形例で説明した姿勢以外の姿勢で使用され得る。換言すれば、上述の実施形態及 び変形例の説明中における上下の表現は、説明を容易にするための表現である。例 えば、面光源装置 2から下方に向けて照明光を出力し、同照明光で、面光源装置 2 の下方に配置された液晶表示パネル 3をバックライティングしても良い。

Claims

請求の範囲
[1] 第 1の側端面、第 1の出射面、及び、該第 1の出射面と反対側に位置する第 1の裏 面を有する第 1導光板と、
発光色が互いに異なる少なくとも 2つの点状光源からなり、前記第 1の側端面に沿 つて配置されるとともに、第 1照明光を供給する第 1光源群と、
第 2の側端面、第 2の出射面、及び、該第 2の出射面と反対側に位置する第 2の裏 面を有する第 2導光板と、
発光色が互いに異なる少なくとも 2つの点状光源からなり、前記第 2の側端面に沿 つて配置されるとともに、第 2照明光を供給する第 2光源群と、
前記第 1導光板よりも低屈折率の層とを備えた面光源装置において、
前記第 1導光板と前記第 2導光板とは、前記層が前記第 1の出射面と前記第 2の裏 面との間に介在し、且つ、前記第 1の側端面と前記第 2の側端面が互いに反対側に 位置するように重ねて配置されており、
前記第 1導光板は、前記第 1の出射面からの前記第 1照明光の光出射を抑制する 第 1の出射抑制領域と、前記第 1の出射面からの前記第 1照明光の光出射を促進す る第 1の出射促進領域と、前記第 1の出射抑制領域と前記第 1の出射促進領域とを 繋ぐ第 1の出射漸増領域とを有し、
前記第 2導光板は、前記第 2の出射面からの前記第 2照明光の光出射を抑制する 第 2の出射抑制領域と、前記第 2の出射面からの前記第 2照明光の光出射を促進す る第 2の出射促進領域と、前記第 2の出射抑制領域と前記第 2の出射促進領域とを 繋ぐ第 2の出射漸増領域とを有し、
前記第 1の出射抑制領域は、前記第 1の出射漸増領域よりも前記第 1の側端面に 近い位置にあるとともに、前記第 1の出射促進領域は、前記第 1の出射漸増領域より も前記第 1の側端面力 遠 、位置にあり、
前記第 2の出射抑制領域は、前記第 2の出射漸増領域よりも前記第 2の側端面に 近い位置にあるとともに、前記第 2の出射促進領域は、前記第 2の出射漸増領域より も前記第 2の側端面力 遠い位置にあることを特徴とする面光源装置。
[2] 前記第 2の出射面力も出力される照明出力光が、白色光であることを特徴とする、 請求項 1に記載の面光源装置。
[3] 前記第 1導光板は、前記第 1の側端面から離れるに従って厚さを漸減する楔形形 状の導光板であり、
前記第 2導光板は、前記第 2の側端面から離れるに従って厚さを漸減する楔形形 状の導光板であることを特徴とする、請求項 1または請求項 2に記載の面光源装置。
[4] 前記第 1導光板は、前記第 1の出射促進領域において、厚さを前記第 1の側端面 力 離れるに従って漸減しており、
前記第 2導光板は、前記第 2の出射促進領域において、厚さを前記第 2の側端面 力も離れるに従って漸減していることを特徴とする、請求項 1または請求項 2に記載の 面光源装置。
[5] 前記第 1導光板は、前記第 1の側端面と反対側に位置する末端において遮光され ており、
前記第 2導光板は、前記第 2の側端面と反対側に位置する末端において遮光され ていることを特徴とする、請求項 1または請求項 2に記載の面光源装置。
[6] 前記第 1導光板は、前記第 1の側端面と反対側に位置する末端において遮光され ており、
前記第 2導光板は、前記第 2の側端面と反対側に位置する末端において遮光され ていることを特徴とする、請求項 3に記載の面光源装置。
[7] 前記第 1導光板は、前記第 1の側端面と反対側に位置する末端において遮光され ており、
前記第 2導光板は、前記第 2の側端面と反対側に位置する末端において遮光され ていることを特徴とする、請求項 4に記載の面光源装置。
[8] 面光源装置と、該面光源装置力もの出力光によって照明される表示部材とを備え た表示装置において、
前記面光源装置は、請求項 1または請求項 2に記載の面光源装置であることを特 徴とする、前記表示装置。
[9] 面光源装置と、該面光源装置力もの出力光によって照明される表示部材とを備え た表示装置において、 前記面光源装置は、請求項 3に記載の面光源装置であることを特徴とする、前記表 示装置。
[10] 面光源装置と、該面光源装置力もの出力光によって照明される表示部材とを備え た表示装置において、
前記面光源装置は、請求項 4に記載の面光源装置であることを特徴とする、前記表 示装置。
[11] 面光源装置と、該面光源装置力もの出力光によって照明される表示部材とを備え た表示装置において、
前記面光源装置は、請求項 5に記載の面光源装置であることを特徴とする、前記表 示装置。
[12] 面光源装置と、該面光源装置力もの出力光によって照明される表示部材とを備え た表示装置において、
前記面光源装置は、請求項 6に記載の面光源装置であることを特徴とする、前記表 示装置。
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