WO2012008220A1 - 面発光装置および表示装置 - Google Patents

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滋規 田中
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    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging

Definitions

  • the present invention relates to a sidelight type surface light emitting device and a display device including the surface light emitting device.
  • liquid crystal display devices which are rapidly spreading in place of cathode ray tubes (CRT), are widely used in liquid crystal televisions, monitors, mobile phones and the like, taking advantage of their energy-saving, thin, and lightweight features.
  • improvement of an illuminating device (so-called backlight) disposed behind the liquid crystal display device can be mentioned.
  • ⁇ Backlights are mainly divided into side light type (also called edge light type) and direct type.
  • the side light type has a configuration in which a light guide plate is provided behind the liquid crystal display panel, and a light source is provided at a lateral end of the light guide plate. The light emitted from the light source is reflected in the light guide plate and emitted from the upper surface, and uniformly irradiates the liquid crystal display panel.
  • sidelight type backlights are mainly used in small and medium liquid crystal displays such as mobile phones and notebook computers.
  • Patent Document 1 An example of a sidelight type backlight is described in Patent Document 1.
  • Patent Document 1 describes a backlight in which a buffer plate is disposed between a light source and a light guide plate, and the light guide plate and the buffer plate each have a prism shape.
  • the uniformity of the light emitted from the light guide plate is improved by using the refractive index of the light when the light derived from the light source is emitted from the buffer plate and when it enters the light guide plate.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2008-147186 (published on June 26, 2008)”
  • FIG. 8 is a top view showing a conventional sidelight type backlight 100
  • FIG. 9 is an enlarged top view showing an end portion of the light guide plate 104 shown in FIG.
  • a plurality of LEDs 102 that are point light sources are arranged in a line on one side of the light guide plate 104.
  • the light emitted from the LED 102 is incident on the incident surface of the light guide plate, and the light incident on the light guide plate is reflected by the lower surface of the light guide plate, thereby being launched as a surface light source and on the liquid crystal display panel (not shown) side. Is irradiated.
  • the LED 102 Since the LED 102 emits light in a certain emission angle range, a certain distance is required for the light of the LED 102 to reach the lower surface of the light guide plate 104 when the light is started as described above. Therefore, in the light guide plate 104, an end portion in the vicinity of the LED 102 is shielded as an ineffective area, and an inner area (inside a broken line in the drawing) is used as an effective light emitting area.
  • the size of the dark part generated between the adjacent LEDs 102 is based on the LED pitch, and the dark part increases as the LED pitch increases. Therefore, as a measure for solving the above-mentioned problem, there is a method of reducing the luminance unevenness by increasing the number of the LEDs 102 and narrowing the LED pitch so as to eliminate the area where the light does not reach.
  • increasing the number of LEDs 102 mounted on the backlight 100 is not preferable because it leads to an increase in power consumption.
  • the uniformity of light emitted from the light guide plate is improved by providing a prism shape on each of the light guide plate and the buffer plate. It takes time and cost for processing. Further, the luminance unevenness studied in Patent Document 1 is caused by the rise of light, and the luminance unevenness due to the LED pitch is not studied.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is surface emission capable of emitting light with improved uniformity by a simpler configuration without increasing the number of light sources.
  • An apparatus and a display device including the surface light-emitting device are provided.
  • a surface light emitting device includes at least one first light source, at least one second light source that emits light in a direction different from the first light source, and the first light source.
  • the light emitted from the one or more first light sources is incident on the first light guide plate via the first incident end face.
  • the component perpendicular to the output end face is output from the output end face as it is, but the component having an angle with respect to the output end face is reflected in the first light guide plate. The light exits from the exit end face.
  • light emitted from at least one second light source enters the first light guide plate via at least one second incident end face.
  • Light incident on the first light guide plate from the second light source is transmitted while being reflected inside the first light guide plate, and is emitted from the emission end face during the transmission.
  • the light incident from at least two directions is emitted after being reflected inside the first light guide plate, so that the uniformity of the light emitted from the first light guide plate is improved.
  • the said light injects into a 2nd light-guide plate via an opposing end surface, and is surface-radiated from the one main surface.
  • the light incident on the second light guide plate can reach a region outside the light emission angle range of the first light source. For this reason, even if it is a case where the pitch with which several 1st light sources are arrange
  • the surface light emitting device can emit light with improved uniformity without increasing the number of light sources with a simpler configuration.
  • a surface light emitting device includes a first light source and a second light source that irradiate light in different directions, a first light guide plate that emits light incident from the first light source and the second light source to one end surface, A second light guide plate that radiates light incident from one light guide plate from one main surface, and reflects light from two directions incident on the first light guide plate within the first light guide plate.
  • the light emitted from one end surface in the first light guide plate can be made uniform. Accordingly, since uniform light is incident on the second light guide plate, the surface light emitting device according to the present invention can emit light with improved uniformity.
  • FIG. 1 is a top view schematically showing a configuration of a surface light emitting device 1 according to the present embodiment.
  • the surface emitting device 1 according to the present embodiment can be realized as a backlight or the like provided on the back surface of the display panel in the display device, for example.
  • the surface light emitting device 1 is a sidelight type surface light emitting device, and includes a plurality of first light sources 2 a, second light sources 2 b, a first light guide plate 3, a second light guide plate 4, and a frame. 5 etc.
  • the first light source 2a and the second light source 2b are each a point light source, and for example, a light emitting diode can be used.
  • a plurality of first light sources 2 a are arranged along the length of the incident end face 6 of the first light guide plate 3, and the second light sources 2 b are arranged on the incident end face 8 of the first light guide plate 3.
  • the light emitted from the first light source 2 a and the second light source 2 b enters the second light guide plate 4 through the first light guide plate 3 as will be described in detail later.
  • the first light guide plate 3 is an elongated plate-like transparent member, and is arranged so that one end face thereof faces an arbitrary end face of the second light guide plate 4.
  • the first light guide plate 3 has an incident end face (first incident end face) 6 on which light from the first light source 2a is incident, and an incident end face (second incident end face) 8 on which light from the second light source 2b is incident.
  • the first light guide plate 3 is configured such that one end surface facing the end surface of the second light guide plate 4 becomes the output end surface 7, and the light incident through the incident end surfaces 6 and 8 is emitted from the output end surface 7. Exits from.
  • the 1st light-guide plate 3 plays the role which converts the point light source by the 1st light source 2a and the 2nd light source 2b into a line light source.
  • the incident end face 6 and the incident end face 8 are orthogonal to each other. Further, the incident end face 6 and the exit end face 7 are located on opposite sides.
  • the second light guide plate 4 is a plate-like transparent member, and has an opposing end surface 9 that faces the emission end surface 7 of the first light guide plate 3.
  • the second light guide plate 4 radiates light incident through the opposing end surface 9 in a planar shape from one main surface. That is, the 2nd light guide plate 4 plays the role which converts the linear light source by the 1st light guide plate 3 into a surface light source.
  • the second light guide plate 4 is disposed on the back surface of the liquid crystal display panel and irradiates the liquid crystal display panel.
  • region enclosed with the dotted line in FIG. 1 has shown the effective light emission area in the 2nd light-guide plate 4, and the outer side of the dotted line has shown the non-effective area.
  • the frame 5 accommodates and integrally holds other members such as the first light source 2a, the second light source 2b, the first light guide plate 3, and the second light guide plate 4 inside.
  • the frame 5 forms an interface with the first light guide plate 3, and the light incident on the first light guide plate 3 is reflected by the interface and is emitted from the emission end face 7. Can do. For this reason, it is preferable to use a material having a high reflectance as the material of the frame 5.
  • the first light source 2a and the second light source 2b are different from each other in the incident direction of light with respect to the first light guide plate 3.
  • the incident direction of light means the peak direction of light.
  • the plurality of first light sources 2 a irradiate light toward the incident end face 6.
  • a part of the light incident on the first light guide plate 3 from each first light source 2a via the incident end face 6 goes straight as it is, and the other part is reflected in the first light guide plate 3 to be emitted from the exit end face 7. Exits from.
  • the second light source 2b irradiates light toward the incident end face 8.
  • Light incident on the first light guide plate 3 from the second light source 2b via the incident end face 8 is transmitted while being reflected inside the first light guide plate 3, and is emitted from the output end face 7 in the middle of the transmission.
  • the first light source 2a and the second light source 2b have light incident directions on the first light guide plate 3 orthogonal to each other. Then, the first light source 2 a can suitably enter the light with respect to the incident end face 6, and the second light source 2 b can suitably make the light incident with respect to the incident end face 8.
  • first light guide plate 3 As described above, light is incident on the first light guide plate 3 from two directions by irradiating the first light guide plate 3 with the light source 2b as well as the first light source 2a. . Since each light incident from these two directions is further reflected in the first light guide plate 3 and then emitted, the uniformity of the light emitted from the first light guide plate 3 is improved.
  • the light emitted from the first light guide plate 3 is incident on the second light guide plate 4 through the opposing end surface 9 and is radiated from one main surface thereof.
  • the light emitted from the first light guide plate 3 has improved uniformity, it sufficiently reaches the region corresponding to the space between the adjacent first light sources 2a. As a result, an area where the light does not reach in the second light guide plate 4 can be reduced, and luminance unevenness can be reduced as compared with the conventional configuration.
  • the plurality of first light sources 2a can be arranged at a wider pitch than the light sources used in the conventional configuration. For this reason, when making the external dimensions of the surface light emitting device 1 according to the present invention and the conventional device the same, the number of the first light sources 2a is smaller than the number of light sources used in the conventional configuration, A reduced number of light sources can be used as the second light source 2b.
  • each LED 102 is arranged on the incident surface, but in the present embodiment, as shown in FIG. 1, five first light sources 2a are arranged on the incident end surface 6, Another one of the second light sources 2 b is disposed on the incident end face 8.
  • the surface light emitting device 1 according to the present embodiment does not need to increase the number of light sources as compared with the conventional configuration. That is, it is possible to reduce luminance unevenness without increasing power consumption.
  • the number of the 1st light sources 2a shown in FIG. 1 is an illustration, and the 1st light source 2a should just be one or more.
  • FIG. 3 is a top view showing the first light guide plate 3
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the first light guide plate 3 and its peripheral members.
  • the length t1 of the first light guide plate 3 needs to be at least as large as the size of the second light source 2b. And for example, when an LED is used as the second light source 2b, the general LED size is less than 4 mm. For this reason, the length t1 of the 1st light-guide plate 3 is realizable as a little less than 4 mm.
  • the distance from the light source required for starting up the light is the length t2 of the ineffective area (see FIG. 9), which is generally ineffective.
  • the area length t2 is about 4 mm.
  • the first light guide plate 3 can be disposed within a range corresponding to the ineffective area in the conventional surface light emitting device. For this reason, in the surface light emitting device 1 according to the present embodiment, the effective light emitting area of the second light guide plate 4 is made the same size as the conventional one, and the external size of the device is realized with the same size as the conventional configuration. Is possible.
  • the display device according to the present invention can be configured. That is, by providing the surface light emitting device 1 on the back surface of the display panel, the display device according to the present invention using the surface light emitting device 1 as a backlight can be realized. With such a configuration, the display device according to the present invention can use light with improved uniformity.
  • the display panel is a liquid crystal display panel in one embodiment, and in this case, the display device is a liquid crystal display device.
  • the display device according to the present invention is not limited to the liquid crystal display device, and can be realized as various types of display devices including the surface light emitting device 1 as a backlight.
  • the reflection angle (uneven shape) for reflecting the light incident on the inside may be adjusted on the incident end face 6 of the first light guide plate 3.
  • the uniformity from the output end surface 7 is further improved. Light can be emitted.
  • the incident end face 6a of the first light guide plate 3 may be formed such that a corresponding portion is convex between the adjacent first light sources 2a.
  • the incident end face 6b of the first light guide plate 3 may be formed with a V-shaped groove in a corresponding portion between the adjacent first light sources 2a.
  • 4 and 5 are top views showing the first light guide plate 3 according to a modification.
  • the first light guide plate 3 may include two incident end faces 8a and 8b. That is, as shown in FIG. 6, two second light sources 2b may be respectively arranged with respect to the two incident end faces 8a and 8b.
  • FIG. 6 is a top view showing the arrangement of the second light source 2 b with respect to the first light guide plate 3. In FIG. 6, two incident end faces 8a and 8b and two second light sources 2b are arranged so as to face each other.
  • the first light guide plate 3 may be configured integrally with the second light guide plate 4.
  • the first light guide unit 13 that functions as the first light guide plate 3 and the second light guide plate 4 function by using the slit 15 formed in one light guide plate 10 as a boundary.
  • the second light guide unit 14 may be configured.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the first light guide unit 13 and the second light guide unit 14.
  • the incident direction of light to the first light guide 3 by the first light source 2a and the incident direction of light to the first light guide 3 by the second light source 2b are orthogonal to each other.
  • the invention is not limited to this, and the effects of the present invention can be achieved if light enters the first light guide 3 from different directions.
  • a surface light emitting device includes at least one first light source, at least one second light source that emits light in a direction different from the first light source, and the first light source.
  • the light emitted from the one or more first light sources is incident on the first light guide plate via the first incident end face.
  • the component perpendicular to the output end face is output from the output end face as it is, but the component having an angle with respect to the output end face is reflected in the first light guide plate. The light exits from the exit end face.
  • light emitted from at least one second light source enters the first light guide plate via at least one second incident end face.
  • Light incident on the first light guide plate from the second light source is transmitted while being reflected inside the first light guide plate, and is emitted from the emission end face during the transmission.
  • the light incident from at least two directions is emitted after being reflected inside the first light guide plate, so that the uniformity of the light emitted from the first light guide plate is improved.
  • the said light injects into a 2nd light-guide plate via an opposing end surface, and is surface-radiated from the one main surface.
  • the light incident on the second light guide plate can reach a region outside the light emission angle range of the first light source. For this reason, even if it is a case where the pitch with which several 1st light sources are arrange
  • the surface light emitting device can emit light with improved uniformity without increasing the number of light sources with a simpler configuration.
  • each of the two end faces on the opposite sides of the first light guide plate may receive light from the second light source disposed opposite to each other.
  • An end face is preferred.
  • the incident end face of the first light guide plate is formed with a concavo-convex shape in a portion corresponding to a plurality of the first light sources.
  • the first and second light sources are light emitting diodes, and the width of the first light guide plate is equal to the width of the second light source in a direction perpendicular to the emission end face. It is preferable that
  • the surface light emitting device can emit light with improved uniformity while keeping the effective light emitting area and the size of the outer shape the same as the conventional configuration.
  • the first light guide plate and the second light guide plate are integrally formed, and function as the first light guide plate and the second light guide plate.
  • a notch may be formed between the portion to be cut.
  • the first light guide plate and the second light guide plate can be prepared by a simpler method.
  • a display device includes a display panel and any one of the above-described surface light emitting devices provided on the back surface of the display panel.
  • a display device including a surface light emitting device that emits surface light with improved uniformity.
  • the present invention can be suitably used as a backlight of a liquid crystal display device, for example.

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Abstract

　本発明に係る面発光装置（１）は、同方向に光を照射する複数の第１光源（２ａ）と、第１光源（２ａ）とは直交する方向に光を照射する第２光源（２ｂ）と、第１導光板（３）と、第２導光板（４）とを備えている。第１導光板（３）は、第１光源（２ａ）の光が入射する入射端面（６）、第２光源（２ｂ）の光が入射する少なくとも１つの入射端面（８）、および、入射端面（６）の反対側に位置し、かつ内部に入射した光を出射する出射端面（７）を有している。第２導光板（４）は、出射端面（７）に対向して配置された対向端面（９）を有しており、対向端面（９）から入射した光を一方の主面から面放射する。

Description

面発光装置および表示装置
　本発明は、サイドライト型の面発光装置、および当該面発光装置を備えた表示装置に関する。
　近年、ブラウン管（ＣＲＴ）に代わり急速に普及している液晶表示装置は、省エネ型、薄型、軽量型等の特長を活かし液晶テレビ、モニター、携帯電話等に幅広く利用されている。これらの特長をさらに活かす方法として液晶表示装置の背後に配置される照明装置（いわゆるバックライト）の改良が挙げられる。
　バックライトは、主にサイドライト型（エッジライト型ともいう）と直下型とに大別される。サイドライト型は液晶表示パネルの背後に導光板が設けられ、導光板の横端部に光源が設けられた構成を有している。光源から出射した光は、導光板内で反射してその上面から出射し、液晶表示パネルを均一に面照射する。この構造により、薄型化することができるとともに、輝度均一性に優れた照明装置が実現できる。そのため、サイドライト型のバックライトは、携帯電話、ノートパソコン等のような中小型液晶ディスプレイに主に採用されている。
　サイドライト型のバックライトの一例としては、特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１には、光源と導光板との間にバッファ板が配置され、当該導光板および当該バッファ板がそれぞれプリズム形状を有するバックライトについて記載されている。このバックライトでは、光源由来の光がバッファ板から出射する時と導光板へ入射する時の光の屈折率を利用して、導光板から照射される光の均一性を向上させている。
日本国公開特許公報「特開２００８－１４７１８６号公報（２００８年６月２６日公開）」
　従来の液晶表示装置が備えるサイドライト型のバックライトにおける問題点について図８および図９を参照して説明する。図８は従来のサイドライト型のバックライト１００を示す上面図であり、図９は図８に示す導光板１０４の端部を拡大して示す上面図である。
　図８を参照すると、点光源である複数のＬＥＤ１０２が導光板１０４の一側面に一列で配置されている。ＬＥＤ１０２から出射した光は、導光板の入射面に入射され、導光板に入射された光は導光板の下面で反射されることによって、面光源として立ち上げられ液晶表示パネル（図示せず）側に照射される。
　ＬＥＤ１０２は一定の出射角範囲に光を出射するため、上述のような光の立ち上げの際、ＬＥＤ１０２の光が導光板１０４の下面に到達するまでの、ある程度の距離が必要となる。よって、導光板１０４では、ＬＥＤ１０２近傍における端部を非有効エリアとして遮蔽し、その内側（図中の破線内側）の領域を有効発光エリアとして利用している。
　しかしながら、図９に示すように、上述の光の変換に要する距離を非有効エリアとした場合であっても、有効発光エリアには、ＬＥＤ１０２の光が届かない領域が生じることがある。すなわち、ＬＥＤ１０２は一定の出射角範囲に光を出射するため、隣り合うＬＥＤ１０２の間において生じる暗部が、有効発光エリアに侵食してしまうことがある。この場合、バックライト１００の発光に輝度ムラが発生してしまうという問題が存在する。
　隣り合うＬＥＤ１０２間に生じる暗部の大きさはＬＥＤピッチに基づくものであり、ＬＥＤピッチが大きいほど当該暗部も大きくなる。そこで、上述の問題を解決する策として、ＬＥＤ１０２の数を増やしてＬＥＤピッチを狭くすることによって、光の届かない領域をなくし、輝度ムラを低減させる方法がある。しかしながら、近年の省エネ化の要請を鑑みると、バックライト１００に搭載するＬＥＤ１０２の数を多くすることは消費電力の増大に繋がるため好ましくない。
　また、特許文献１に記載のバックライトでは、導光板およびバッファ板の各々にプリズム形状を設けることによって、導光板から照射される光の均一性を向上させているが、この方法ではプリズム形状の加工のために手間やコストがかかってしまう。また、特許文献１において検討されている輝度ムラは光の立ち上げに起因するものであって、ＬＥＤピッチによる輝度ムラについては検討されていない。
　そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源を増やすことなく、より簡単な構成によって、均一性を向上させた光を面放射することができる面発光装置、および当該面発光装置を備えた表示装置を提供することにある。
　本発明に係る面発光装置は、上記の課題を解決するために、１つ以上の第１光源と、上記第１光源とは異なる方向に光を照射する少なくとも１つの第２光源と、上記第１光源の光が入射する第１入射端面、上記第２光源の光が入射する少なくとも１つの第２入射端面、および、上記第１入射端面の反対側に位置し、かつ内部に入射した光を出射する出射端面を有する第１導光板と、上記出射端面に対向して配置された対向端面を有しており、当該対向端面から入射した光を一方の主面から面放射する第２導光板とを備えることを特徴としている。
　上記構成において、１つ以上の第１光源から出射した光は、第１入射端面を介して第１導光板に入射する。第１光源から第１導光板に入射した光のうち、出射端面に垂直な成分はそのまま当該出射端面から出射するが、出射端面に対して角度を有する成分は第１導光板内で反射した後に出射端面から出射する。
　また、少なくとも１つの第２光源から出射した光は、少なくとも１つの第２入射端面を介して第１導光板に入射する。第２光源から第１導光板に入射した光は、当該第１導光板内を反射しながら伝達し、この伝達途中において出射端面から出射する。
　上記構成によれば、第１導光板では少なくとも２方向から入射した光が内部で反射してから出射するため、第１導光板から出射した光はその均一性が向上している。当該光は、第２導光板に対向端面を介して入射し、その一方の主面から面放射される。このとき、第２導光板に入射した光は、第１光源による光の出射角範囲から外れた領域に対しても届くことができる。このため、仮に複数の第１光源が配置されるピッチが大きい場合であっても、第２導光板の有効発光エリアに光が届かない領域が生じることを抑制する。
　したがって、本発明に係る面発光装置は、より簡単な構成によって、光源の数を増やすことなく、均一性を向上させた光を面放射することができる。
　本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
　本発明に係る面発光装置は、互いに異なる方向に光を照射する第１光源および第２光源と、第１光源および第２光源から入射した光を一端面に出射する第１導光板と、第１導光板から入射した光を一方の主面から面放射する第２導光板とを備えており、第１導光板に入射した２方向からの光を当該第１導光板内で反射させることによって、当該第１導光板内の一端面から出射する光を均一にすることができる。よって、第２導光板には均一な光が入射するため、本発明に係る面発光装置は、均一性を向上させた光を面放射することができる。
本発明の一実施形態に係る面発光装置の構成を概略的に示す上面図である。 図１に示す面発光装置における第１導光板を示す上面図である。 図１に示す面発光装置における第１導光板およびその周辺部を示す部分断面図である。 図２に示す第１導光板の変形例を示す上面図である。 図２に示す第１導光板の他の変形例を示す上面図である。 図１に示す面発光装置における光源の配置の変形例を示す上面図である。 図１に示す面発光装置の変形例を示す部分断面図である。 従来の面発光装置の構成を概略的に示す上面図である。 従来の面発光装置における問題点を説明するために導光板の端部を拡大して示す上面図である。
　以下、図面を参照して、本発明に係る面発光装置の一実施形態について説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
　（面発光装置１の構成）
　まず、本実施形態に係る面発光装置１の概略的な構成について図１を参照して以下に説明する。図１は、本実施形態に係る面発光装置１の構成を概略的に示す上面図である。
　なお、本実施形態に係る面発光装置１は、例えば表示装置において表示パネルの背面に設けられるバックライト等として実現することが可能である。
　図１に示すように、面発光装置１は、サイドライト型の面発光装置であって、複数の第１光源２ａ、第２光源２ｂ、第１導光板３、第２導光板４、およびフレーム５などを備えている。
　第１光源２ａおよび第２光源２ｂは、それぞれ点光源であり、例えば発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。第１光源２ａは、第１導光板３の入射端面６の長手に沿って複数配置されており、第２光源２ｂは、第１導光板３の入射端面８に配置されている。第１光源２ａおよび第２光源２ｂから放射された光は、詳細は後述するが、第１導光板３を介して第２導光板４に入射する。
　第１導光板３は、細長い板状の透明部材であり、その一端面が第２導光板４の任意の端面に対向するように配置される。第１導光板３は、第１光源２ａの光が入射する入射端面（第１入射端面）６、第２光源２ｂの光が入射する入射端面（第２入射端面）８を有している。また、第１導光板３は、第２導光板４の端面に対向する一端面が出射端面７になるように構成されており、入射端面６および８を介して入射された光を出射端面７から出射する。すなわち、第１導光板３は、第１光源２ａおよび第２光源２ｂによる点光源を線光源に変換する役割を果たす。なお、入射端面６と入射端面８とは互いに直交している。また、入射端面６と出射端面７とは互いに反対側に位置している。
　第２導光板４は、板状の透明部材であり、第１導光板３の出射端面７に対向する対向端面９を有している。第２導光板４は、対向端面９を介して入射された光を一方の主面から面状に放射する。すなわち、第２導光板４は、第１導光板３による線光源を面光源に変換する役割を果たす。例えば面発光装置１が液晶表示装置に用いられる場合、第２導光板４は、液晶表示パネルの背面に配置されて当該液晶表示パネルを照射する。
　なお、図１中の点線で囲まれた領域は第２導光板４における有効発光エリアを示しており、点線の外側は非有効エリアを示している。
　フレーム５は、第１光源２ａ、第２光源２ｂ、第１導光板３、および第２導光板４など、他の部材を内側に収納して一体的に保持する。
　また、本実施形態では、フレーム５は第１導光板３との間に界面を形成しており、第１導光板３内に入射した光は当該界面で反射して出射端面７から出射することができる。このため、フレーム５の材料としては、反射率の高い材料を用いることが好ましい。
　（面発光装置１における輝度の均一性について）
　次に、面発光装置１における輝度の均一性について、図１を参照して以下に詳細に説明する。
　本実施形態に係る面発光装置１において、第１光源２ａと第２光源２ｂとは、第１導光板３に対する光の入射方向が互いに異なる。なお、当該光の入射方向とは、光のピーク方向を意味するものとする。
　具体的には、図１に示すように、複数の第１光源２ａは、それぞれ入射端面６に向かって光を照射する。各第１光源２ａから入射端面６を介して第１導光板３に入射した光は、一部はそのまま直進し、また他の一部は第１導光板３内で反射して、出射端面７から出射する。
　一方、第２光源２ｂは、入射端面８に向かって光を照射する。第２光源２ｂから入射端面８を介して第１導光板３に入射した光は、第１導光板３内を反射しながら伝達し、この伝達途中において出射端面７から出射する。
　なお、本実施形態において、第１光源２ａと第２光源２ｂとは、第１導光板３に対する光の入射方向が互いに直交している。そして、第１光源２ａは入射端面６に対して、第２光源２ｂは入射端面８に対して、それぞれ好適に光を入射することができる。
　以上のように、第１導光板３に対して、第１光源２ａだけでなく、第２光源２ｂを用いて光を照射することによって、第１導光板３には２方向から光が入射する。この２方向から入射した各光は、さらに第１導光板３内で反射してから出射するため、第１導光板３から出射する光はその均一性が向上している。
　第１導光板３から出射した光は、第２導光板４に対向端面９を介して入射し、その一方の主面から面放射される。ここで、第１導光板３から出射する光は、その均一性が向上しているため、隣接する第１光源２ａ間に対応する領域にも十分に到達する。これによって、第２導光板４における光の届かない領域を軽減し、従来の構成よりも輝度ムラを低減することができる。
　また、本実施形態では、複数の第１光源２ａを、従来の構成で利用される光源よりも広いピッチで配置することができる。このため、本発明に係る面発光装置１と従来の装置との外形の寸法を同じにする場合、第１光源２ａの数を、従来の構成で利用される光源の数よりも少なくし、その減らした数の光源を第２光源２ｂとして利用できる。
　例えば、図８に示す従来例では６つのＬＥＤ１０２が入射面に配置されているが、本実施形態では、図１に示すように、５つの第１光源２ａを入射端面６に配置しており、他の１つの第２光源２ｂを入射端面８に配置している。
　したがって、本実施形態に係る面発光装置１は、従来の構成と比べて光源の数を増やす必要がない。すなわち消費電力を増加することなしに、輝度ムラを低減すること実現できる。
　なお、図１に示す第１光源２ａの数は例示的なものであり、第１光源２ａは１つ以上であればよい。
　（第１導光板３のサイズについて）
　第１導光板３のサイズについて、図２および図３を参照して説明する。図２は第１導光板３を示す上面図であり、図３は第１導光板３およびその周辺部材を示す断面図である。
　図２に示すように、第１導光板３の出射端面７に対して垂直な方向において、第１導光板３の長さｔ１は、少なくとも第２光源２ｂのサイズと同程度であることを必要とする。例えば、第２光源２ｂとしてＬＥＤを用いる場合、一般的なＬＥＤのサイズは４ｍｍ弱である。このため、第１導光板３の長さｔ１は４ｍｍ弱として実現可能である。
　一方、従来の面発光装置では、背景技術で説明したように、光の立ち上げのために要する光源からの距離を非有効エリアの長さｔ２としており（図９参照）、一般的な非有効エリアの長さｔ２は４ｍｍ程度である。
　したがって、第１導光板３は、従来の面発光装置における非有効エリアに相当する範囲内に配置することが可能である。このため、本実施形態に係る面発光装置１では、第２導光板４の有効発光エリアを従来と同等のサイズにしつつ、装置の外形サイズについても、従来の構成と同等のサイズで実現することが可能である。
　なお、図３に示すように、第１導光板３と第２導光板４とのクリアランスは、無い方が最も好ましいが、０．１ｍｍ以下であれば望ましい範囲になる。第１光源２ａと第１導光板３とのクリアランス、および第２光源２ｂと第１導光板３とのクリアランスも同様である。
　（表示装置）
　面発光装置１と表示パネルとを組み合わせることにより、本発明に係る表示装置を構成することができる。すなわち、表示パネルの背面に面発光装置１を設けることにより、面発光装置１をバックライトとして使用する本発明に係る表示装置を実現することができる。このような構成により、本発明に係る表示装置は均一性を向上させた光を利用することができる。
　表示パネルは一実施形態において液晶表示パネルであり、この場合、表示装置は液晶表示装置である。しかし、本発明に係る表示装置は液晶表示装置に限定されず、バックライトとしての面発光装置１を備えた各種の形態の表示装置として実現され得る。
　（変形例）
　本実施形態の変形例について以下に説明する。
　第１導光板３の入射端面６には、内部に入射した光を反射するための反射角（凹凸形状）が調整されていてもよい。これによって、第１導光板３に入射した光は、第１導光板３とフレーム５との界面だけでなく、入射端面６によって好適に反射されるため、出射端面７からより均一性を高めた光を出射することができる。
　例えば、図４に示すように、第１導光板３の入射端面６ａは、隣接する第１光源２ａの間に対応する部分が凸状になるよう形成されていてもよい。また、図５に示すように、第１導光板３の入射端面６ｂは、隣接する第１光源２ａの間に対応する部分においてＶ字溝が形成されていてもよい。図４および図５は、変形例に係る第１導光板３を示す上面図である。
　また、第１導光板３は２つの入射端面８ａおよび８ｂを備えていてもよい。すなわち、図６に示すように、２つの入射端面８ａおよび８ｂに対して、２つの第２光源２ｂがそれぞれ配置されていてもよい。図６は、第１導光板３に対する第２光源２ｂの配置を示す上面図である。図６において、２つの入射端面８ａおよび８ｂ、ならびに２つの第２光源２ｂはそれぞれ互いに対向するように配置されている。
　また、第１導光板３は、第２導光板４と一体的に構成されていてもよい。例えば、図７に示すように、１つの導光板１０に形成されたスリット１５を境にすることによって、第１導光板３として機能する第１導光部１３と、第２導光板４として機能する第２導光部１４とが構成されてもよい。図７は、第１導光部１３および第２導光部１４を示す部分断面図である。
　なお、本実施形態では、第１光源２ａによる第１導光体３に対する光の入射方向と、第２光源２ｂによる第１導光体３に対する光の入射方向とは、互いに直交するが、本発明はこれに限られず、第１導光体３に対して互いに異なる方向から光が入光すれば本発明の効果を奏することが可能である。
　なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。当業者は、請求項に示した範囲内において、本発明をいろいろと変更できる。すなわち、請求項に示した範囲内において、適宜変更された技術的手段を組み合わせれば、新たな実施形態が得られる。また、発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
　（本発明の総括）
　本発明に係る面発光装置は、上記の課題を解決するために、１つ以上の第１光源と、上記第１光源とは異なる方向に光を照射する少なくとも１つの第２光源と、上記第１光源の光が入射する第１入射端面、上記第２光源の光が入射する少なくとも１つの第２入射端面、および、上記第１入射端面の反対側に位置し、かつ内部に入射した光を出射する出射端面を有する第１導光板と、上記出射端面に対向して配置された対向端面を有しており、当該対向端面から入射した光を一方の主面から面放射する第２導光板とを備えることを特徴としている。
　上記構成において、１つ以上の第１光源から出射した光は、第１入射端面を介して第１導光板に入射する。第１光源から第１導光板に入射した光のうち、出射端面に垂直な成分はそのまま当該出射端面から出射するが、出射端面に対して角度を有する成分は第１導光板内で反射した後に出射端面から出射する。
　また、少なくとも１つの第２光源から出射した光は、少なくとも１つの第２入射端面を介して第１導光板に入射する。第２光源から第１導光板に入射した光は、当該第１導光板内を反射しながら伝達し、この伝達途中において出射端面から出射する。
　上記構成によれば、第１導光板では少なくとも２方向から入射した光が内部で反射してから出射するため、第１導光板から出射した光はその均一性が向上している。当該光は、第２導光板に対向端面を介して入射し、その一方の主面から面放射される。このとき、第２導光板に入射した光は、第１光源による光の出射角範囲から外れた領域に対しても届くことができる。このため、仮に複数の第１光源が配置されるピッチが大きい場合であっても、第２導光板の有効発光エリアに光が届かない領域が生じることを抑制する。
　したがって、本発明に係る面発光装置は、より簡単な構成によって、光源の数を増やすことなく、均一性を向上させた光を面放射することができる。
　また、本発明に係る面発光装置において、上記第１導光板において互いに反対側にある２つの端面の各々は、互いに対向して配置された上記第２光源の光がそれぞれ入射する上記第２入射端面であることが好ましい。
　上記構成によれば、上記第２導光板には、上記入射端面に加えて、互いに対向する両端面を介して光が入射するため、上記対向端面から出射する光の均一性をより向上させることができる。
　また、本発明に係る面発光装置において、上記第１導光板の上記入射端面には、複数の上記第１光源の間に対応する部分に凹凸形状が形成されていることが好ましい。
　上記構成によれば、第１光源の光が入射端面を介して第２導光板へ入射することを妨げることなく、第２導光板内における光の反射をより好適に実現することができる。
　また、本発明に係る面発光装置において、上記第１および第２光源は発光ダイオードであり、上記出射端面に垂直な方向において、上記第１導光板の幅は、上記第２光源の幅と同等であることが好ましい。
　上記構成によれば、本発明に係る面発光装置は、有効発光エリアおよび外形のサイズを従来の構成と同等にしたままで、均一性を向上させた光を面放射することができる。
　また、本発明に係る面発光装置において、上記第１導光板と上記第２導光板とは、一体的に構成されており、上記第１導光板として機能する部分と上記第２導光板として機能する部分との間には、切り込みが形成されていてもよい。
　上記構成によれば、上記第１導光板と上記第２導光板とを、より簡単な方法によって準備することができる。
　また、本発明に係る表示装置は、表示パネルと、当該表示パネルの背面に設けられた上述したいずれかの面発光装置とを備える。
　上記構成によれば、均一性を向上させた光を面放射する面発光装置を備えた表示装置を提供することができる。
　本発明は、例えば液晶表示装置のバックライトとして好適に利用することができる。
　１　面発光装置
　２ａ　第１光源
　２ｂ　第２光源
　３　第１導光板
　４　第２導光板
　５　フレーム
　６、６ａ、６ｂ　入射端面
　７　出射端面
　８、８ａ、８ｂ　入射端面
　９　対向端面
　１０　導光板
　１３　第１導光部
　１４　第２導光部
　１５　スリット

Claims (6)

  1. 　１つ以上の第１光源と、
    　上記第１光源とは異なる方向に光を照射する少なくとも１つの第２光源と、
    　上記第１光源の光が入射する第１入射端面、上記第２光源の光が入射する少なくとも１つの第２入射端面、および、上記第１入射端面の反対側に位置し、かつ内部に入射した光を出射する出射端面を有する第１導光板と、
    　上記出射端面に対向して配置された対向端面を有しており、当該対向端面から入射した光を一方の主面から面放射する第２導光板とを備えることを特徴とする面発光装置。
  2. 　上記第１導光板において互いに反対側にある２つの端面の各々は、互いに対向して配置された上記第２光源の光がそれぞれ入射する上記第２入射端面であることを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
  3. 　上記第１導光板の上記入射端面には、複数の上記第１光源の間に対応する部分に凹凸形状が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の面発光装置。
  4. 　上記第１および第２光源は発光ダイオードであり、
    　上記出射端面に垂直な方向において、上記第１導光板の幅は、上記第２光源の幅と同等であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の面発光装置。
  5. 　上記第１導光板と上記第２導光板とは、一体的に構成されており、
    　上記第１導光板として機能する部分と上記第２導光板として機能する部分との間には、切り込みが形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の面発光装置。
  6. 　表示パネルと、当該表示パネルの背面に設けられた上記請求項１から５のいずれか１項に記載の面発光装置とを備えていることを特徴とする表示装置。
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