JP2009048847A - Luminaire and display device using the same - Google Patents

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範宏 出島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luminaire and a display device, which do not have unevenness of brightness. <P>SOLUTION: The luminaire comprises a point light source 1 and a light guide plate 2 having a light-emitting surface 2a and an opposed surface 2b opposed to the light-emitting surface 2a, wherein a plurality of reflective surfaces 3 are discretely formed on at least one of the light-emitting surface 2a and the opposed surface 2b. Then, when the reflective surfaces having an equal distance from an emission center of the point light source of the plurality of reflective surfaces 3 are compared with each other, a reflective surface lying in a direction closer to an illumination direction in which an intensity of illumination of the point light source 1 is maximum has a reflective area smaller than that of a reflective surface not lying in nearer direction. According to such construction, it is possible to more enhance the brightness of a portion in which the amount of light outputted from the point light source 1 is smaller, and the luminaire without unevenness of brightness is achieved. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、携帯情報機器や携帯電話などに用いられる表示装置、及び、表示装置の表示素子を照明する照明装置に関する。特に、点光源を用いた照明装置に係る。   The present invention relates to a display device used for a portable information device, a mobile phone, and the like, and an illumination device that illuminates a display element of the display device. In particular, the present invention relates to a lighting device using a point light source.

従来から、光源から出射された光を、導光板の側面から入射して、導光板の上面から出射させる照明装置が一般に知られている。図８に従来の照明装置の斜視図を示す。図示するように、光を出射する光源１の側方には、光源１から出射された光を導光する導光板２が配置されている。導光板２はその出射面２ａから光を出射する。出射面２ａの裏側の面である対向面２ｂには多数の反射面３が形成されている。導光板２の対向面２ｂ側には反射シート４が配置されている。導光板２の出射面側に拡散シート、プリズムシートが配置される場合もある。   2. Description of the Related Art Conventionally, an illumination device that makes light emitted from a light source incident from a side surface of a light guide plate and emit from the upper surface of the light guide plate is generally known. FIG. 8 is a perspective view of a conventional lighting device. As shown in the figure, a light guide plate 2 that guides light emitted from the light source 1 is disposed on the side of the light source 1 that emits light. The light guide plate 2 emits light from its emission surface 2a. A large number of reflecting surfaces 3 are formed on the opposing surface 2b which is the surface on the back side of the emission surface 2a. A reflection sheet 4 is disposed on the opposite surface 2 b side of the light guide plate 2. In some cases, a diffusion sheet or a prism sheet is disposed on the light exit surface side of the light guide plate 2.

このような構成では、導光板２の出射強度は光源１から離れるにつれ減少することが知られており（例えば、特許文献１を参照）、導光板２の出射強度を出射面内で均一にすることを目的に、光源１からの距離に応じて反射面３の面積を大きくする構成（例えば、特許文献２を参照）、反射面３の数量を増加させる構成（例えば、特許文献３を参照）、あるいは、反射面３の幅を大きくする構成（例えば、特許文献４を参照）などが提案されている。図９（ａ）は従来の導光板の上面図であり、光源から離れるほど反射面の幅が大きくなっている。この反射面の形状を、図９（ｂ）に拡大して示す。反射面３は、導光板２の対向面２ｂに形成されたプリズム状の凹部（反射構造）の光源側の斜面である。導光板２の材料には空気よりも屈折率の高いポリカーボネート（ＰＣ）やアクリル（ＰＭＭＡ）などの透明樹脂が使用される。
特許第３１５１８３０号公報（第４図） 特開平５−２１００１４号公報（図１５） 特開平５−２１６０３０号公報（図３） 特開平１１−２５０７１４号公報（図１３） In such a configuration, it is known that the emission intensity of the light guide plate 2 decreases as the distance from the light source 1 increases (see, for example, Patent Document 1), and the emission intensity of the light guide plate 2 is made uniform within the emission surface. For this purpose, a configuration in which the area of the reflecting surface 3 is increased according to the distance from the light source 1 (see, for example, Patent Document 2), and a configuration in which the number of reflecting surfaces 3 is increased (see, for example, Patent Document 3). Or the structure (for example, refer patent document 4) etc. which enlarge the width | variety of the reflective surface 3 etc. are proposed. FIG. 9A is a top view of a conventional light guide plate, and the width of the reflection surface increases as the distance from the light source increases. The shape of this reflecting surface is shown in an enlarged manner in FIG. The reflection surface 3 is a slope on the light source side of a prism-shaped recess (reflection structure) formed on the opposing surface 2 b of the light guide plate 2. The light guide plate 2 is made of a transparent resin such as polycarbonate (PC) or acrylic (PMMA) having a refractive index higher than that of air.
Japanese Patent No. 3151830 (FIG. 4) JP-A-5-210014 (FIG. 15) Japanese Patent Laid-Open No. 5-216030 (FIG. 3) JP-A-11-250714 (FIG. 13)

特許文献２または３に記載の照明装置では、光源からの距離に応じて反射面の大きさ、数量が増加している。また、特許文献４に記載の照明装置では、光源を中心とした放射方向に対して直交するように反射構造を配置し、光源１から離れるほど反射構造の反射面３の幅を増加させている。光源が線光源の場合や放射方向に均一の光を照射する点光源の場合には、これらのような構成の照明装置でも均一な輝度分布が得られるが、光源が放射方向によって照射強度の異なる点光源の場合には、輝度ムラが発生するという問題がある。   In the illuminating device described in Patent Document 2 or 3, the size and quantity of the reflecting surface are increased in accordance with the distance from the light source. In the illumination device described in Patent Document 4, the reflecting structure is arranged so as to be orthogonal to the radiation direction centered on the light source, and the width of the reflecting surface 3 of the reflecting structure is increased as the distance from the light source 1 increases. . When the light source is a linear light source or a point light source that emits uniform light in the radiation direction, a uniform luminance distribution can be obtained even with the illumination device configured as described above. However, the illumination intensity varies depending on the radiation direction of the light source. In the case of a point light source, there is a problem that uneven brightness occurs.

一般に照明装置の光源として用いられる発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称す）について説明する。図２（ａ）は光源１にＬＥＤを使用した場合の配光分布を示す図表である。ここで、横軸が放射角度、縦軸が相対輝度である。図２（ｂ）は、このサイド発光型のＬＥＤの外観を示す斜視図である。発光面に対する垂線方向（図２（ｂ）のα方向）を放射角度０度（図２（ａ）の「０ｄｅｇ」に相当）としている。また、発光面以外は反射特性の良い白色樹脂などで被覆されている。すなわち、図２（ａ）は、α方向へ出射される光量が多く、β方向へ出射される光量が少ない光源を表している。サイド発光型のＬＥＤの場合、多くがこのような配光分布を示す。   A light-emitting diode (hereinafter referred to as LED) that is generally used as a light source of an illumination device will be described. FIG. 2A is a chart showing a light distribution when an LED is used as the light source 1. Here, the horizontal axis represents the radiation angle, and the vertical axis represents the relative luminance. FIG. 2B is a perspective view showing the appearance of this side light emitting LED. The perpendicular direction to the light emitting surface (the α direction in FIG. 2B) is a radiation angle of 0 degree (corresponding to “0 deg” in FIG. 2A). In addition, the surface other than the light emitting surface is covered with a white resin having good reflection characteristics. That is, FIG. 2A represents a light source that emits a large amount of light emitted in the α direction and a small amount of light emitted in the β direction. In the case of side light emitting LEDs, many exhibit such a light distribution.

このような光源１を用いた従来の照明装置の上面図を図３に模式的に示す。導光板の対向面２ｂに複数の反射面３が形成されており、反射面３の底辺中心と光源１を結ぶ直線が垂直である。さらに、光源１から離れるほど反射面３が大きくなっている。すなわち、図３中のα’とβ’では光源１からの距離が同一であるため、配置される反射面３は同一の大きさとなっている。しかし、図２で説明したように光源１から出射される光には分布が存在し、図３中のα’へ到達する光量は多く、β’へ到達する光量は少ない。従って、従来の導光板２を使用した照明装置では輝度ムラが大きくなってしまう。   A top view of a conventional illumination device using such a light source 1 is schematically shown in FIG. A plurality of reflecting surfaces 3 are formed on the opposing surface 2b of the light guide plate, and a straight line connecting the center of the bottom surface of the reflecting surface 3 and the light source 1 is vertical. Furthermore, the reflective surface 3 becomes larger as the distance from the light source 1 increases. That is, since α ′ and β ′ in FIG. 3 have the same distance from the light source 1, the reflecting surfaces 3 to be arranged have the same size. However, as described with reference to FIG. 2, the light emitted from the light source 1 has a distribution, and the amount of light reaching α ′ in FIG. 3 is large and the amount of light reaching β ′ is small. Therefore, in the illumination device using the conventional light guide plate 2, the luminance unevenness is increased.

そこで、本発明は、点光源を用いても輝度ムラのない照明装置、及び、表示装置を実現することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to realize an illumination device and a display device that do not have uneven luminance even when a point light source is used.

上記課題を解決するため、本発明は、導光板の出射面とこの出射面に対向する対向面との少なくとも一方に複数の反射面が離散して形成された照明装置において、この複数の反射面のうち、点光源の発光中心から等距離にある複数の反射面を比べたときに、点光源の照射強度が最大となる照射方向に近い方向にある反射面が、遠い方向にある反射面より反射面積が小さくなっている構成である。ここで、反射面の形成された面を仮想的に複数の領域に分割し、領域毎に反射面の大きさを設定する構成とした。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an illumination device in which a plurality of reflecting surfaces are discretely formed on at least one of an exit surface of a light guide plate and a facing surface facing the exit surface. Among these, when comparing a plurality of reflecting surfaces that are equidistant from the light emission center of the point light source, the reflecting surface in the direction close to the irradiation direction where the irradiation intensity of the point light source is maximum is more than the reflecting surface in the far direction. The reflection area is small. Here, the surface on which the reflection surface is formed is virtually divided into a plurality of regions, and the size of the reflection surface is set for each region.

また、本発明は、点光源からの距離に応じて決められた反射面の大きさに、反射面が形成された面を複数の領域に分割して領域毎に設定した補正係数を乗じて得られた大きさの反射面をそれぞれの領域に設ける構成とした。さらに、本発明は反射面の大きさおよび補正係数を点光源の配光分布およびシミュレーション結果を用いて設定することとした。   Further, the present invention is obtained by multiplying the size of the reflecting surface determined according to the distance from the point light source by a correction coefficient set for each region by dividing the surface on which the reflecting surface is formed into a plurality of regions. A reflection surface having a specified size is provided in each region. Furthermore, in the present invention, the size of the reflection surface and the correction coefficient are set using the light distribution of the point light source and the simulation result.

また、本発明の表示装置は、上述のいずれかの構成の照明装置と、非自発光型の表示素子を備えているため、輝度ムラのない表示装置を実現することができる。   In addition, since the display device of the present invention includes the lighting device having any one of the above-described structures and a non-self-luminous display element, a display device without uneven luminance can be realized.

本発明によれば、導光板の輝度分布を詳細および正確に設定することが可能となり、輝度ムラのない照明装置、及び、表示装置が実現できる。   According to the present invention, the luminance distribution of the light guide plate can be set in detail and accurately, and an illumination device and a display device without uneven luminance can be realized.

本発明の照明装置を、図面を用いて説明する。図４は導光板に反射構造が設けられた様子を模式的に示している。図示するように、本発明の照明装置は、点光源１と、点光源１からの光を入光面から入射して出射面から照明光として出射する導光板２を備えており、導光板の出射面とこの出射面に対向する対向面との少なくとも一方には、複数の反射面３が離散して形成されている。この複数の反射面のうち、点光源の発光中心から等距離にある反射面を比べたときに、点光源の照射強度が最大となる照射方向にある反射面１３は、最大照射方向から離れた方向にある反射面２３より反射面積が小さくなっている。また、最大照射方向から離れた方向にある反射面ほど反射面積は大きくなっている。このような構成によれば、照射強度が放射方向によって異なる点光源を用いても輝度ムラのない照明装置を実現できる。   The lighting device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 schematically shows a state in which a reflection structure is provided on the light guide plate. As shown in the figure, the illumination device of the present invention includes a point light source 1 and a light guide plate 2 that receives light from the point light source 1 from a light incident surface and emits light from the light exit surface as illumination light. A plurality of reflecting surfaces 3 are discretely formed on at least one of the exit surface and the facing surface facing the exit surface. Among the plurality of reflection surfaces, when the reflection surfaces that are equidistant from the light emission center of the point light source are compared, the reflection surface 13 in the irradiation direction in which the irradiation intensity of the point light source is maximum is separated from the maximum irradiation direction. The reflective area is smaller than the reflective surface 23 in the direction. Moreover, the reflective area is larger as the reflective surface is away from the maximum irradiation direction. According to such a configuration, it is possible to realize an illumination device that does not have luminance unevenness even when using point light sources whose irradiation intensity varies depending on the radiation direction.

ここで、反射面が形成された面を仮想的に複数のブロック（領域）に分割したときに、点光源から互いに等しい距離にある第一のブロックと第二のブロックにそれぞれ形成された反射構造を比べると、第一の反射構造の反射面と第二の反射構造の反射面の大きさが異なる構成にした。   Here, when the surface on which the reflecting surface is formed is virtually divided into a plurality of blocks (areas), the reflecting structures formed respectively on the first block and the second block that are at the same distance from the point light source In comparison, the reflection surface of the first reflection structure and the reflection surface of the second reflection structure have different sizes.

さらに、点光源の照射強度の最大方向に存在する領域を第一のブロックと、入光面を含んだ領域を第二のブロックとしたとき、第一の反射構造の反射面が第二の反射構造の反射面より小さくなっている。あるいは、入光面に平行な方向を行方向と、入光面に直交する方向を列方向としたとき、点光源から最も離れた位置にある列では、入光面に最も近いブロックに存在する反射面がこのブロックに隣接する行のブロックにある反射面より大きいとともに、あるブロックを境に点光源から遠いブロックにある反射面ほど大きくなっている。   Furthermore, when the area present in the maximum direction of the intensity of the point light source is the first block and the area including the light incident surface is the second block, the reflection surface of the first reflection structure is the second reflection. It is smaller than the reflective surface of the structure. Alternatively, when the direction parallel to the light incident surface is the row direction and the direction perpendicular to the light incident surface is the column direction, the column that is farthest from the point light source exists in the block closest to the light incident surface. The reflection surface is larger than the reflection surface in the block in the row adjacent to this block, and the reflection surface in the block far from the point light source with a certain block as the boundary is larger.

また、点光源からの距離に応じて決定した反射面の大きさを第一の大きさとし、複数のブロックごとに設定した補正係数と第一の大きさとの積によって反射面の大きさを設定する構成とした。このような構成によれば、１つの領域内の反射面の大きさにも変化をつけられ、より輝度ムラのない照明装置を実現できる。このとき、具体的な補正係数を、点光源の配光分布に応じて設定したり照明装置のシミュレーション結果に応じて設定したりすることができる。これにより、照明装置個別の設計が可能となる。   The size of the reflecting surface determined according to the distance from the point light source is the first size, and the size of the reflecting surface is set by the product of the correction coefficient set for each of the plurality of blocks and the first size. The configuration. According to such a configuration, the size of the reflecting surface in one region can be changed, and an illuminating device with less luminance unevenness can be realized. At this time, a specific correction coefficient can be set according to the light distribution of the point light source or set according to the simulation result of the illumination device. As a result, the lighting device can be individually designed.

さらに、点光源と反射面の底辺中心とを結ぶ直線が反射面の底辺と略垂直になるように反射面を配置する構成とした。このような構成によれば、光源からの光を効率良く出射面に導くことが可能となり、輝度の高い照明装置を実現できる。   Furthermore, the reflection surface is arranged so that a straight line connecting the point light source and the center of the bottom surface of the reflection surface is substantially perpendicular to the bottom surface of the reflection surface. According to such a configuration, light from the light source can be efficiently guided to the emission surface, and an illumination device with high luminance can be realized.

また、本発明の表示装置は、非自発光型の表示素子を上述したいずれかの構成の照明装置の発光面側に設けた構成である。   The display device of the present invention has a configuration in which a non-self-luminous display element is provided on the light emitting surface side of the lighting device having any one of the above-described configurations.

以下に、本発明に係る照明装置、及び、表示装置の実施例について図を参照して説明する。本実施例では、光源としてＬＥＤ素子を、非自発光型の表示素子として液晶パネルを用いた構成を例に説明する。   Embodiments of a lighting device and a display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a configuration using an LED element as a light source and a liquid crystal panel as a non-self-luminous display element will be described as an example.

図１に本実施例の照明装置を有する表示装置の断面構成を模式的に示す。図示するように、点光源１から出射された光を導光する導光板２が点光源１の側方に配置されている。導光板２には光を出射する面（以下、出射面２ａと称す）と出射面２ａと対向する面（以下、対向面２ｂと称す）があり、この対向面２ｂには、光を屈折・反射させる多数の凹状の反射構造（図示していない）が形成されている。この反射構造は、光を屈折又は反射させる反射面３を備えている。導光板２の下側には反射シート４が配置され、導光板２の上側には拡散シート５が配置されている。さらに、拡散シート５の上側に液晶パネル６が配置されている。   FIG. 1 schematically shows a cross-sectional configuration of a display device having the illumination device of this embodiment. As shown in the drawing, a light guide plate 2 that guides light emitted from the point light source 1 is disposed on the side of the point light source 1. The light guide plate 2 has a surface that emits light (hereinafter referred to as an emission surface 2a) and a surface that faces the emission surface 2a (hereinafter referred to as an opposing surface 2b). The opposing surface 2b refracts light. A number of concave reflecting structures (not shown) are formed for reflection. The reflecting structure includes a reflecting surface 3 that refracts or reflects light. A reflection sheet 4 is disposed below the light guide plate 2, and a diffusion sheet 5 is disposed above the light guide plate 2. Further, a liquid crystal panel 6 is disposed on the upper side of the diffusion sheet 5.

図５は本実施例に使用される導光板を説明する上面図である。導光板２の対向面２ｂに反射面３を持つ反射構造が形成されている。対向面２ｂは２５（５×５）のブロック（領域）に分割されている。行方向のブロックは点光源１に近いほうから順に第１行、第２行とし、列方向のブロックは上面から見て左側から順に第１列、第２列とする。このブロック毎に反射面３の大きさを設定している。図５に示すように、本実施例では、反射構造の形状が正四角錐であり、正四角錐の底面の１辺が点光源1から発光する光と直交するように構成されている。このとき、この１辺を含む正四角錐の側面が反射面となり、この１辺の長さを例えば表１のように設定する。単位はμｍである。すなわち、この表１では、第１行第１列のブロックにある反射面の底辺を８０μｍ、第１行第２列のブロックにある反射面の底辺を６０μｍ、第１行第３列のブロックにある反射面の底辺を２０μｍ、・・・というように設定することを示している。   FIG. 5 is a top view illustrating the light guide plate used in this embodiment. A reflective structure having a reflective surface 3 is formed on the opposing surface 2 b of the light guide plate 2. The facing surface 2b is divided into 25 (5 × 5) blocks (areas). The blocks in the row direction are the first row and the second row in order from the side closer to the point light source 1, and the blocks in the column direction are the first column and the second column in order from the left side when viewed from the top. The size of the reflecting surface 3 is set for each block. As shown in FIG. 5, in this embodiment, the shape of the reflection structure is a regular quadrangular pyramid, and one side of the bottom surface of the regular quadrangular pyramid is configured to be orthogonal to the light emitted from the point light source 1. At this time, the side surface of the regular quadrangular pyramid including this one side becomes the reflecting surface, and the length of this one side is set as shown in Table 1, for example. The unit is μm. That is, in Table 1, the bottom of the reflecting surface in the first row and first column block is 80 μm, the bottom of the reflecting surface in the first row and second column block is 60 μm, and the first row and third column block is It shows that the base of a certain reflecting surface is set to 20 μm,.

Figure 2009048847
Figure 2009048847

表１のように設定した反射面を持つ図５に示した照明装置では、点光源１からの距離が互いに等しい、点光源の照射強度の最大方向に存在する第一のブロックと入光面を含んで構成された第二のブロックを注目したとき、第一のブロックに形成された第一の反射面が第二のブロックに形成された第二の反射面より小さくなっている。具体的に、第２行第３列のブロックと第１行第１列のブロックは点光源１からの距離がほぼ等しく、第２行第３列のブロックは点光源の照射強度の最大方向に存在し、第１行第１列のブロックは入光面を含んでいる。そして、第２行第３列のブロックに形成された反射面は第１行第１列のブロックに形成された反射面より大きくなっている。   In the illuminating device shown in FIG. 5 having the reflection surface set as shown in Table 1, the distance from the point light source 1 is equal to each other, and the first block and the light incident surface existing in the maximum direction of the irradiation intensity of the point light source are When attention is paid to the second block including the first block, the first reflection surface formed in the first block is smaller than the second reflection surface formed in the second block. Specifically, the block of the second row and third column and the block of the first row and first column are substantially equal in distance from the point light source 1, and the block of the second row and third column is in the maximum direction of the irradiation intensity of the point light source. The block in the first row and the first column includes the light incident surface. And the reflective surface formed in the block of the 2nd row 3rd column is larger than the reflective surface formed in the block of the 1st row 1st column.

また、図５に示した照明装置を見ると、点光源の照射強度の最大方向に沿った第３列では光源に近いブロックの反射面は小さく、光源から遠いブロックの反射面は大きくなっている。一方、点光源から最も離れた位置にある第１列（あるいは第５列）では、入光面を含んだ第１行目のブロックの大きさは第２行目のブロックより大きく、第２行目のブロックは第３行目のブロックより小さくなっている。すなわち、点光源から最も離れた位置にある第１列では、入光面に最も近い第１行第１列ブロックに存在する反射面がこの領域に隣接する第２行第１列ブロックの反射面より大きいとともに、第２行第１列ブロックを境に点光源から遠い領域（第３行第１列、第４行第１列・・）にある反射面ほど大きくなっている。   Further, when viewing the illumination device shown in FIG. 5, in the third row along the maximum direction of the irradiation intensity of the point light source, the reflection surface of the block close to the light source is small and the reflection surface of the block far from the light source is large. . On the other hand, in the first column (or the fifth column) located farthest from the point light source, the size of the first row block including the light incident surface is larger than that of the second row block, and the second row. The block of eyes is smaller than the block of the third row. That is, in the first column located farthest from the point light source, the reflective surface present in the first row and first column block closest to the light incident surface is the reflective surface of the second row and first column block adjacent to this region. The reflection surface is larger in the region farther from the point light source (third row, first column, fourth row, first column,...) Than the second row and first column block.

表１に示す大きさで反射面３を設定すれば、光量が少ない部分に反射面３の大きな反射構造（凹部）が配置されることとなり、輝度が上昇するとともに、照明装置の輝度ムラを低減することが可能となる。   If the reflecting surface 3 is set to the size shown in Table 1, a large reflecting structure (concave portion) of the reflecting surface 3 is arranged in a portion where the amount of light is small, and the luminance increases and the luminance unevenness of the lighting device is reduced. It becomes possible to do.

この表１で示された反射面の大きさは、照射強度の最大方向が光源の発光面に対する垂線方向にある場合に、一つの光源に対して設定されたものである。光源が複数配列されている場合には、各光源ごとにこの表を適用すればよい。   The size of the reflecting surface shown in Table 1 is set for one light source when the maximum direction of irradiation intensity is in the direction perpendicular to the light emitting surface of the light source. When a plurality of light sources are arranged, this table may be applied for each light source.

図６は本実施例に使用される導光板を説明する上面図である。実施例1と同様に、導光板２の対向面２ｂに反射面３を持つ反射構造が形成されており、対向面２ｂは便宜的に２５（５×５）のブロックに分割されている。図６に示すように、本実施例でも実施例１と同様に、反射構造の形状は正四角錐であり、正四角錐の底面の１辺が光源1の発光光線と直交するように構成されている。本実施例ではそれぞれのブロックごとに表２のように補正係数を設定している。すなわち、この表２では、第１行第１列のブロックにある反射面の大きさの補正係数を２、第１行第２列のブロックにある反射面の大きさの補正係数を１．５、第１行第３列のブロックにある反射面の補正係数を１、・・・というように設定することを示している。   FIG. 6 is a top view illustrating the light guide plate used in this embodiment. As in the first embodiment, a reflective structure having a reflective surface 3 is formed on the opposing surface 2b of the light guide plate 2, and the opposing surface 2b is divided into 25 (5 × 5) blocks for convenience. As shown in FIG. 6, in the present embodiment as well, as in the first embodiment, the shape of the reflecting structure is a regular quadrangular pyramid, and one side of the bottom surface of the regular quadrangular pyramid is configured to be orthogonal to the emitted light of the light source 1. . In this embodiment, the correction coefficient is set for each block as shown in Table 2. That is, in Table 2, the correction coefficient for the size of the reflecting surface in the block in the first row and the first column is 2, and the correction coefficient for the size of the reflecting surface in the block in the first row and the second column is 1.5. , The correction coefficient of the reflection surface in the block of the first row and the third column is set as 1,...

Figure 2009048847
Figure 2009048847

光源１からの距離のみに対応した設けられた反射面３の大きさと表２で示した補正係数の積を反射面の底辺の長さに設定している。図３を用いて説明したように、光源１からの距離に応じて、反射面の大きさを設定する。すなわち、光源から離れるほど大きくなるように反射面を設定する。このように設定した従来の反射面３の大きさを「第一の大きさ」とし、この「第一の大きさ」に表２に示した補正係数を乗じて、本実施例の反射面３の大きさを設定する。   The product of the size of the reflecting surface 3 provided corresponding only to the distance from the light source 1 and the correction coefficient shown in Table 2 is set to the length of the bottom of the reflecting surface. As described with reference to FIG. 3, the size of the reflecting surface is set according to the distance from the light source 1. That is, the reflecting surface is set so as to increase as the distance from the light source increases. The size of the conventional reflecting surface 3 set in this way is defined as “first size”, and the “first size” is multiplied by the correction coefficient shown in Table 2 to reflect the reflecting surface 3 of this embodiment. Set the size of.

表２を見ると明らかなように、補正係数は、点光源の照射強度の最大方向に存在する複数のブロックでは同じ値である。すなわち、最大照射強度方向に沿った第３列ではどの行でも補正係数は１である。一方、点光源から最も遠い入光面を含んだブロックと同列にある複数のブロックでは入光面を含んだブロックの値が他のブロックの値より大きくなっている。すなわち、点光源から最も遠い入光面を含んだ第１行第１列ブロックの値は第１列の中では一番大きくなっている。また、入光面を含んで構成される第１行ブロックについて注目すると、点光源と対向する第３列ブロックの補正係数値が最も小さく、点光源から離れた列ブロックほど補正係数値が大きくなっている。このように、照射強度が放射方向によって異なる点光源の、強度が弱くなる方向に存在する反射面の面積が大きくなるように補正係数値が設定されている。   As is apparent from Table 2, the correction coefficient is the same for a plurality of blocks existing in the maximum direction of the irradiation intensity of the point light source. In other words, the correction coefficient is 1 in every row in the third column along the maximum irradiation intensity direction. On the other hand, in a plurality of blocks in the same row as the block including the light incident surface farthest from the point light source, the value of the block including the light incident surface is larger than the values of the other blocks. That is, the value of the first row and first column block including the light incident surface farthest from the point light source is the largest in the first column. When attention is paid to the first row block including the light incident surface, the correction coefficient value of the third column block facing the point light source is the smallest, and the correction coefficient value is larger as the column block is farther from the point light source. ing. As described above, the correction coefficient value is set so that the area of the reflection surface existing in the direction in which the intensity of the point light source whose irradiation intensity varies depending on the radiation direction decreases.

図５に示した実施例１では、同じブロックに位置する反射面３はその大きさが一定であったが、本実施例２では、領域内の反射面３の大きさに変化をつけることが可能となり、照明装置の輝度ムラをさらに低減することが可能となる。   In Example 1 shown in FIG. 5, the size of the reflecting surface 3 located in the same block is constant, but in Example 2, the size of the reflecting surface 3 in the region can be changed. This makes it possible to further reduce luminance unevenness of the lighting device.

ここで、表２に示した補正係数は図２（ａ）に示した光源１の配光分布を基に設定してもよいし、シミュレーション結果などを基に設定してもよい。また、図５、図６では分割の形状をマトリクス状としたが、図７に示すような形状でもよい。図７では、ブロックに分割する基準線として、光源からの発光光線の方向と光源から一定距離の円弧を用いている。すなわち、各ブロックは点光源の中心から発する放射状の分割線と点光源を中心とする円弧状の分割線で区画されている。同一の円弧で区画されたブロックのうち、点光源の中心線となす角度の大きい放射状の直線で区画されたブロックほど反射面が大きくなっている。補正係数を光源１の配光分布に基づいて決定する場合には、図７のような領域に分割するほうが補正係数を設定しやすい。   Here, the correction coefficient shown in Table 2 may be set based on the light distribution of the light source 1 shown in FIG. 2A, or may be set based on a simulation result or the like. 5 and 6, the division shape is a matrix shape, but the shape shown in FIG. 7 may be used. In FIG. 7, the direction of the emitted light from the light source and an arc of a certain distance from the light source are used as the reference line to be divided into blocks. In other words, each block is partitioned by a radial dividing line originating from the center of the point light source and an arc-shaped dividing line centering on the point light source. Of the blocks partitioned by the same arc, the reflecting surface is larger as the blocks are partitioned by radial straight lines having a larger angle with the center line of the point light source. When the correction coefficient is determined based on the light distribution of the light source 1, it is easier to set the correction coefficient if it is divided into regions as shown in FIG.

図５、図６では対向面２ｂに反射面３がある場合を説明したが、対向面２ｂに限らず出射面２ａにあってもよいし、出射面２ａと対向面２ｂの両方にあってもよい。また、反射面３は凹部を構成する斜面であると説明したが、これに限らずプリズム形状の斜面や三角錐の斜面も例示できる。さらにこれ以外でも、斜面をもつ形状であればよいことは言うまでもない。   Although FIG. 5 and FIG. 6 demonstrated the case where the reflective surface 3 exists in the opposing surface 2b, it may exist not only in the opposing surface 2b but in the output surface 2a, and may exist in both the output surface 2a and the opposing surface 2b. Good. Moreover, although the reflective surface 3 demonstrated that it was a slope which comprises a recessed part, not only this but a prism-shaped slope and the slope of a triangular pyramid can be illustrated. Further, it goes without saying that any shape other than this may be used as long as it has a slope.

また、図５、図６では面内を２５の領域に分割したが、さらに細かく分割することで輝度ムラをさらに低減することが可能である。また、反射面の形成された面を分割する分割数を減少した場合には、輝度ムラよりも設計容易性を重視して設計期間の短い安価な照明装置が、分割数を増加した場合には、設計が複雑になるものの輝度ムラの極端に少ない性能を重視した高性能な照明装置が実現できる。従って、分割数は２５に限定されるものではない。   5 and 6, the in-plane is divided into 25 regions. However, the luminance unevenness can be further reduced by further finely dividing the surface. In addition, when the number of divisions to divide the surface on which the reflecting surface is formed is reduced, an inexpensive lighting device with a short design period that emphasizes ease of design rather than uneven brightness increases the number of divisions. Although the design is complicated, it is possible to realize a high-performance lighting device that places an emphasis on performance with extremely low brightness unevenness. Therefore, the number of divisions is not limited to 25.

本発明の表示装置の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the display apparatus of this invention typically. 本発明で用いる点光源の放射特性を説明する図である。It is a figure explaining the radiation | emission characteristic of the point light source used by this invention. 従来の照明装置で用いられる導光板の上面図である。It is a top view of the light-guide plate used with the conventional illuminating device. 本発明の照明装置で用いられる導光板の上面図である。It is a top view of the light-guide plate used with the illuminating device of this invention. 本発明の照明装置で用いられる導光板の上面図である。It is a top view of the light-guide plate used with the illuminating device of this invention. 本発明の照明装置で用いられる導光板の上面図である。It is a top view of the light-guide plate used with the illuminating device of this invention. 本発明の照明装置で用いられる導光板の領域分割例を示す上面図である。It is a top view which shows the area | region division example of the light-guide plate used with the illuminating device of this invention. 従来の照明装置の構成を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the conventional illuminating device typically. 従来の照明装置で用いられる導光板の上面図である。It is a top view of the light-guide plate used with the conventional illuminating device.

符号の説明Explanation of symbols

１ 光源
２ 導光板
２ａ 出射面
２ｂ 対向面
３ 反射面
４ 反射シート
５ 拡散シート
６ 液晶パネル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Light guide plate 2a Outgoing surface 2b Opposing surface 3 Reflecting surface 4 Reflecting sheet 5 Diffusion sheet 6 Liquid crystal panel

Claims (10)

照射強度が放射方向によって異なる点光源と、前記点光源からの光を入光面から入射して出射面から照明光として出射する導光板を備えるとともに、
前記導光板には、前記出射面に対向する対向面と前記出射面の少なくとも一方に、複数の反射面が離散して形成され、
前記複数の反射面のうち、前記点光源の発光中心から等距離にある複数の反射面を比べたときに、前記点光源の照射強度が最大となる照射方向に近い方向にある反射面が、遠い方向にある反射面より反射面積が小さいことを特徴とする照明装置。 A point light source whose irradiation intensity varies depending on the radiation direction, and a light guide plate that emits light from the point light source as incident light from the incident surface and exits as illumination light from the incident surface,
In the light guide plate, a plurality of reflecting surfaces are discretely formed on at least one of the facing surface facing the emitting surface and the emitting surface,
Among the plurality of reflection surfaces, when comparing a plurality of reflection surfaces equidistant from the light emission center of the point light source, a reflection surface in a direction close to the irradiation direction in which the irradiation intensity of the point light source is maximized, An illumination device characterized in that a reflection area is smaller than a reflection surface in a far direction. 前記反射面の形成された面を複数の領域に分割し、前記点光源からの距離が等しい第一の領域と第二の領域にそれぞれ形成された第一の反射面と第二の反射面を比べたとき、前記第一の反射面と前記第二の反射面の大きさが異なることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。   The surface on which the reflection surface is formed is divided into a plurality of regions, and the first reflection surface and the second reflection surface formed in the first region and the second region, respectively, having the same distance from the point light source. The lighting device according to claim 1, wherein when compared, the first reflecting surface and the second reflecting surface are different in size. 前記点光源からの距離に応じて決定した反射面の大きさを第一の大きさとし、前記複数の領域ごとに設定した補正係数と前記第一の大きさを乗じて算出された値を大きさとする前記反射面が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。   The size of the reflecting surface determined according to the distance from the point light source is the first size, and the value calculated by multiplying the correction factor set for each of the plurality of regions and the first size is the size. The lighting device according to claim 2, wherein the reflecting surface is formed. 前記補正係数は、前記点光源の照射強度の最大方向に存在する複数の領域では同じ値であり、前記入光面に直交する方向を列方向としたとき、前記点光源から最も遠い入光面を含んだ領域と同列にある複数の領域では前記入光面を含んだ領域の値が他の前記複数の領域の値より大きいことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。   The correction coefficient is the same value in a plurality of regions existing in the maximum direction of irradiation intensity of the point light source, and the light incident surface farthest from the point light source when the direction orthogonal to the light incident surface is a column direction 4. The lighting device according to claim 3, wherein a value of the region including the light incident surface is larger than values of the plurality of other regions in a plurality of regions in the same row as the region including. 前記第一の領域は前記点光源の照射強度の最大方向に存在する領域であり、前記第二の領域は前記入光面を含んだ領域であり、前記第一の反射面が前記第二の反射面より小さいことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。(照射強度の最大方向が光源の発光面に対する垂線方向にある)   The first region is a region existing in the maximum direction of the irradiation intensity of the point light source, the second region is a region including the light incident surface, and the first reflective surface is the second light source. The illumination device according to claim 2, wherein the illumination device is smaller than the reflection surface. (The maximum direction of irradiation intensity is in the direction perpendicular to the light emitting surface of the light source) 前記入光面に平行な方向を行方向と、前記入光面に直交する方向を列方向としたとき、前記点光源から最も離れた位置にある列では、前記入光面に最も近い領域に存在する反射面がこの領域に隣接する領域の反射面より大きいとともに、ある領域を境に前記点光源から遠い領域にある反射面ほど大きくなることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。   When the direction parallel to the light incident surface is the row direction and the direction perpendicular to the light incident surface is the column direction, the column located farthest from the point light source is the region closest to the light incident surface. The lighting device according to claim 2, wherein an existing reflecting surface is larger than a reflecting surface in a region adjacent to the region, and a reflecting surface in a region far from the point light source with a certain region as a boundary becomes larger. 前記領域が前記点光源の中心から発する放射状の直線と前記点光源を中心とする円弧で区画されたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 2, wherein the region is defined by a radial straight line that is emitted from the center of the point light source and an arc that is centered on the point light source. 前記円弧のうち同一の円弧で区画された領域のうち、前記点光源の中心線となす角度の大きい前記放射状の直線で区画された領域ほど前記反射面が大きいことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。   8. The reflection surface is larger in a region partitioned by the radial straight line having a larger angle with a center line of the point light source among regions partitioned by the same circular arc in the circular arc. The lighting device described. 前記点光源と前記反射面の底辺中心とを結ぶ直線が前記反射面の底辺と略垂直になるように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の照明装置。   The illumination according to any one of claims 1 to 8, wherein a straight line connecting the point light source and the center of the bottom surface of the reflecting surface is disposed so as to be substantially perpendicular to the bottom surface of the reflecting surface. apparatus. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載された構成の照明装置と、前記照明装置の発光面側に設けられた非自発光型の表示素子を備えることを特徴とする表示装置。   A display device comprising: the illumination device having the structure according to claim 1; and a non-self-luminous display element provided on a light emitting surface side of the illumination device.
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JP2012513090A (en) * 2008-12-18 2012-06-07 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Light guide with improved light extraction
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CN113835267A (en) * 2021-09-29 2021-12-24 厦门天马微电子有限公司 Backlight module and display device

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