JP2011134650A - Light source device and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被照明体を照明するための光源装置、および該光源装置を備える液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a light source device for illuminating an object to be illuminated, and a liquid crystal display device including the light source device.
液晶表示装置においては、消費電力を低減させつつ実効的なコントラストや動画追従性を向上させる技術として、ローカルディミングと呼ばれる技術が開発されている。このローカルディミングは、周囲の明るさにあわせてバックライトの輝度を調整したり、表示画像データにあわせてバックライトを場所的および時間的に制御してダイナミックに明るさを変更するものである。 In a liquid crystal display device, a technique called local dimming has been developed as a technique for improving effective contrast and moving image followability while reducing power consumption. In this local dimming, the brightness of the backlight is adjusted according to the brightness of the surroundings, or the brightness is dynamically changed by controlling the backlight locally and temporally according to the display image data.
このようなローカルディミング等に関する従来技術としては、全発光領域を複数に分割した部分領域毎に、それぞれに導光板と該導光板の側面に配置されたLEDとからなるユニットを配置して、各ユニット毎にLEDの点灯および消灯、あるいは発光量を制御するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
As a conventional technique related to such local dimming, a unit composed of a light guide plate and LEDs arranged on the side surfaces of the light guide plate is arranged for each partial region obtained by dividing the entire light emitting region into a plurality of regions. There has been proposed one in which the LED is turned on and off for each unit, or the amount of light emission is controlled (see, for example,
しかしながら、従来技術では、各ユニット毎にLEDを配置しているため、ユニットとこれに隣接するユニットとの境界部分にLEDが存在する、即ち発光領域内にLEDが存在することとなり、LED自身や該LEDへ電力を供給するための配線等が、均一な照明の妨げとなったり、ユニット間の境界部分から光洩れを生じる等、高い光学的性能を実現できない場合があり、これらを抑制するための特別な工夫を必要とするという問題があった。また、部分領域の数が多くなると、製造面でその工数やコストが増大するという問題もあった。 However, in the prior art, since the LED is arranged for each unit, the LED exists at the boundary portion between the unit and the adjacent unit, that is, the LED exists in the light emitting region. In order to suppress high optical performance, such as wiring for supplying power to the LED may prevent uniform illumination, or light leakage may occur from the boundary between units. There was a problem of requiring special devices. In addition, when the number of partial areas is increased, there is a problem that the number of processes and costs increase in terms of manufacturing.
本発明はこのような点に鑑みなされたものであり、製造工数やコストを低減できるとともに、良好な光学的性能を実現することができる光源装置、およびこれを備える液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and provides a light source device capable of reducing the number of manufacturing steps and costs and realizing good optical performance, and a liquid crystal display device including the same. Objective.
本発明の第1の観点によると、複数の光源と、これらの光源からの光を導く導光体とを備える光源装置であって、前記導光体は、前記光源からの光が入射する入射部と、この入射部から入射した光を内部に導いて出射させる導光体本体とを備え、前記導光体本体は、当該導光体本体内を伝搬する光を反射する裏面と、この裏面に対向し、前記裏面で反射した光を出射する出射面とを備え、前記出射面は、互いに位置が異なる複数の部分領域を備え、前記複数の光源は、前記複数の部分領域に対応する複数の群に分類され、前記入射部を介して前記光源から前記導光体本体内に入射する光の、前記導光体の厚み方向に対する入射方向が、互いに異なる複数種類の光となるように制御して、各群を構成する光源からの光を、当該群に対応する前記部分領域に導く入射方向制御部、および当該部分領域に導かれた光を前記導光体本体の外部へ出射させる光取り出し手段をさらに備えた光源装置が提供される。 According to a first aspect of the present invention, a light source device comprising a plurality of light sources and a light guide that guides light from these light sources, the light guide being incident on which light from the light source is incident. And a light guide body that guides and emits light incident from the incident portion, and the light guide body includes a back surface that reflects light propagating through the light guide body, and the back surface. And a plurality of partial areas whose positions are different from each other, and the plurality of light sources correspond to the plurality of partial areas. The light incident on the light guide body from the light source through the incident portion is controlled so that the incident directions with respect to the thickness direction of the light guide are different from each other. Then, the light from the light sources constituting each group, the light corresponding to the group Incident direction control unit for guiding the divided regions, and further comprising a light source device with light extraction means for emitting the light guided to the partial region to the outside of the light guide body is provided.
本発明の第1の観点において、前記入射部に近い側から遠い側に向かう方向と直交する第1方向において、前記複数の光源から入射された光が、当該光源に対応する前記部分領域とは異なる領域へ拡散することを抑制する拡散抑制手段を備えることができる。また、前記複数の光源と前記導光体の間に、または/および前記導光体の入射部に、集光手段を備えることができる。 In the first aspect of the present invention, in the first direction orthogonal to the direction from the side closer to the incident portion to the side farther, the light incident from the plurality of light sources is the partial region corresponding to the light source. Diffusion suppression means for suppressing diffusion to different regions can be provided. Moreover, a condensing means can be provided between the plurality of light sources and the light guide or / and at an incident portion of the light guide.
本発明の第1の観点において、前記光取り出し手段としては、不定形の粗面、または断面が曲面または/および多角形状からなる凹凸構造であり、線状または点状に形成されたものを用いることができる。 In the first aspect of the present invention, as the light extraction means, an irregular rough surface or a concavo-convex structure having a curved surface or / and a polygonal cross section, which is formed in a linear or dotted shape is used. be able to.
本発明の第1の観点において、前記入射方向制御部は、前記複数の光源のそれぞれの主光線の方向を前記群ごとに異なる角度に設定することにより実現することができる。 1st viewpoint of this invention WHEREIN: The said incident direction control part is realizable by setting the direction of each chief ray of these light sources to a different angle for every said group.
本発明の第1の観点において、前記入射方向制御部は、前記入射部に設けられ、前記導光体の厚み方向またはこれと直交する方向に沿って順次配列された傾斜角度が互いに異なる複数の入射角度調整面により実現することができる。この場合において、前記入射角度調整面は、前記光源からの光が入射される入射面とすることができる。また、前記入射部は、前記光源からの光が入射される、前記出射面と略平行な入射面を有し、前記入射角度調整面は、前記入射面から入射された前記光源からの光を反射して前記導光体本体に導く反射面とすることができる。 In the first aspect of the present invention, the incident direction control unit is provided in the incident unit, and has a plurality of different inclination angles that are sequentially arranged along a thickness direction of the light guide or a direction orthogonal thereto. This can be realized by an incident angle adjustment surface. In this case, the incident angle adjusting surface may be an incident surface on which light from the light source is incident. In addition, the incident portion has an incident surface that is substantially parallel to the exit surface on which light from the light source is incident, and the incident angle adjustment surface receives light from the light source incident from the incident surface. It can be a reflective surface that reflects and guides it to the light guide body.
本発明の第1の観点において、前記拡散抑制手段としては、前記第1方向に略直交する方向に沿って設けられた凹または凸の線条からなるものを用いることができる。これらの線条はその長手方向で複数の線条に分割されたのものでも良い。ここで略直交とは、前記第1方向に直交する方向に対して30度以下の交差角度を有する方向をいう。また、前記集光手段としては、前記入射部に設けられたレンズ面またはプリズム面からなるものを用いることができる。 In the first aspect of the present invention, as the diffusion suppressing means, one comprising a concave or convex filament provided along a direction substantially orthogonal to the first direction can be used. These filaments may be divided into a plurality of filaments in the longitudinal direction. Here, “substantially orthogonal” refers to a direction having an intersection angle of 30 degrees or less with respect to a direction orthogonal to the first direction. Further, as the light condensing means, it is possible to use a lens surface or a prism surface provided in the incident portion.
本発明の第1の観点において、前記複数の光源としては、LEDまたはレーザーを用いることができる。 In the first aspect of the present invention, an LED or a laser can be used as the plurality of light sources.
本発明の第2の観点によると、液晶パネルと、前記本発明の第1の観点に係る光源装置とを備える液晶表示装置が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising a liquid crystal panel and the light source device according to the first aspect of the present invention.
本発明の第1の観点に係る光源装置では、複数の光源からの光は、各群毎に、入射方向制御部により、対応する部分領域に導かれ、光取り出し手段によって対応する部分領域から出射される。これにより、複数の光源の発光量を各群毎に制御すれば、各部分領域についての輝度を任意に変更することができる。従って、単一の導光体を用いて複数の部分領域のそれぞれについて輝度を任意に変更することができるので、従来技術のように、各部分領域毎に導光板をそれぞれ備えるものと比較して、その枚数を大幅に削減することができ、光源を導光体の端部に配置することもできるため、光学的性能の低下を招くことなく、製造工数やコストを低減することができる。 In the light source device according to the first aspect of the present invention, the light from the plurality of light sources is guided to the corresponding partial region for each group by the incident direction control unit, and is emitted from the corresponding partial region by the light extraction unit. Is done. Thereby, if the emitted light quantity of a several light source is controlled for every group, the brightness | luminance about each partial area | region can be changed arbitrarily. Therefore, since it is possible to arbitrarily change the luminance for each of the plurality of partial areas using a single light guide, as compared to the conventional technique, each having a light guide plate for each partial area. Since the number of the light sources can be greatly reduced and the light source can be disposed at the end of the light guide, the number of manufacturing steps and costs can be reduced without causing a decrease in optical performance.
本発明の第2の観点に係る液晶表示装置は、本発明の第1の観点に係る光源装置を備えているので、品質の高い表示が可能であるとともに、安価な液晶表示装置を提供することができる。 Since the liquid crystal display device according to the second aspect of the present invention includes the light source device according to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a high-quality display and an inexpensive liquid crystal display device. Can do.
以下、本発明の実施形態に係る光源装置について、図面を参照して説明する。なお、以下では、後述する平面視矩形状の導光板の厚さ方向をZ方向、Z方向に直交する面内において、該矩形状の導光板の1辺に沿う方向をX方向、該X方向に直交する方向をY方向(第1方向)としたXYZ正規直交座標系を用いて説明する。 Hereinafter, a light source device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, the thickness direction of a rectangular light guide plate in plan view, which will be described later, is the Z direction, and in the plane perpendicular to the Z direction, the direction along one side of the rectangular light guide plate is the X direction, and the X direction. A description will be given using an XYZ orthonormal coordinate system in which the direction perpendicular to the Y direction is the Y direction (first direction).
この光源装置は、液晶表示装置の液晶パネルを被照明体として照明するバックライトに用いて特に好適なものである。但し、被照明体としては、そのような液晶パネルに限られず、店頭等に配置される看板の照明として、ショーウィンドウ等の照明として、その他のあらゆる照明として、用いることもできる。以下では、液晶表示装置のバックライトとして用いられる場合を例に説明する。 This light source device is particularly suitable for use in a backlight that illuminates a liquid crystal panel of a liquid crystal display device as an object to be illuminated. However, the object to be illuminated is not limited to such a liquid crystal panel, and can also be used as illumination for a signboard arranged at a storefront or the like, illumination for a show window, or any other illumination. Below, the case where it uses as a backlight of a liquid crystal display device is demonstrated to an example.
(第1実施形態)
まず、図1〜図3を参照する。この第1実施形態の光源装置1は、Y方向に沿って配列された複数の光源2(L11〜L13,L11’〜L13’,L21〜L23,L21’〜L23’,L31〜L33,L31’〜L33’)と、これらの光源2からの光を導く導光体としての導光板3とを備えている。光源2としては、この実施形態では、LED(Light Emitting Diode)を用いている。LEDとしては、青黄色系擬似白色発光ダイオードや3色(RGB)方式の白色発光ダイオード等が用いられる。但し、光源2としては、このようなLEDに限られず、少なくとも点灯/消灯、発光量の制御が所望の応答性をもって行えるものであればどのようなものでもよく、例えば、半導体レーザー等を用いてもよい。
(First embodiment)
First, reference will be made to FIGS. The
光源2としては、小型で、集光度が高いものを用いることが好ましい。なお、本実施形態における集光度とは、光源からの光の出射角度(照射角度)と同義である。光源2の集光度は半値で30°以下が好ましく、20°以下がより好ましい。本実施形態では、光源2として、砲弾型LEDを用い、その集光度は半値で15°のものを用いている。
As the
導光板3は、光源2からの光が入射する入射部としての入射端部(入射面)4と、この入射端部4から入射した光を内部に導いて出射させる導光体本体としての導光板本体5とを備えている。導光板本体5は、当該導光板本体5内を伝搬する光を反射する反射面である裏面6と、この裏面6に対向し、裏面6で反射されまたは反射されずに導光板本体5内を伝搬された光を出射する出射面7とを備えている。この実施形態では、裏面6および出射面7(裏面6、出射面7に凹凸がある場合にはそれぞれの平均面)はX−Y平面に実質的に平行な面となっている。また、図1に示すように、導光板本体5は、入射端部4、裏面6、出射面7に実質的に垂直な面である端面A,Bを有し、これらは反射面となっている。
The
導光体(導光板3)の製造において、その表面に後述する特定形状のプリズム条列等を形成する方法に特に制限はなく、例えば、平板状の光拡散板表面にプリズム条列を形成することができ、あるいは、導光体の成形と同時にプリズム条列を形成することもできる。平板状の導光体の表面にプリズム条列を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、所望の形状の線状プリズムを形成できる工具を用いた切削加工によることができ、あるいは、光硬化樹脂を塗布し、所望の形状の型を転写した状態で硬化させることもできる。光拡散板を押出成形で作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望のプリズム条列形状を有する異形ダイを用いて異形押出することができ、あるいは、押出後にエンボス加工によりプリズム条列を形成することもできる。光拡散板をキャスティングにより作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望のプリズム条列の形状を形成できるキャスティング型を用いることができる。光拡散板を射出成形により作製し、同時にプリズム条列を形成する場合は、所望のプリズム条列の形状を形成できる金型を用いることができる。光硬化樹脂への型形状転写、異形ダイによる押出し加工、エンボス加工、キャスティング、もしくは射出成形により、プリズム条列を形成する場合に使用する型は、所望の線状プリズムを形成できる工具を用いた型の金属部材への切削加工、もしくは所望の形状が形成された部材上への電鋳加工により得ることができる。 In the manufacture of the light guide (light guide plate 3), there is no particular limitation on the method of forming a prism row having a specific shape, which will be described later, on the surface thereof. For example, the prism row is formed on the surface of a flat light diffusing plate. Alternatively, the prism row can be formed simultaneously with the formation of the light guide. There is no particular limitation on the method of forming the prism row on the surface of the flat light guide, and for example, it can be performed by cutting using a tool capable of forming a linear prism having a desired shape, or photocured. Resin can be applied and cured in a state where a mold having a desired shape is transferred. When the light diffusion plate is produced by extrusion molding and simultaneously formed into a prism row, it can be extruded by using a deformed die having a desired prism row shape, or the prism row can be embossed after extrusion. Can also be formed. When the light diffusing plate is produced by casting and the prism rows are formed at the same time, a casting mold capable of forming a desired prism row shape can be used. When the light diffusing plate is produced by injection molding and the prism row is formed at the same time, a mold capable of forming a desired prism row shape can be used. Die shape transfer to photo-curing resin, extrusion process using odd-shaped die, embossing, casting, or injection molding, the mold used to form the prism row was a tool that can form the desired linear prism It can be obtained by cutting a metal member of a mold or electroforming on a member having a desired shape.
導光板3は、ガラスまたは透明樹脂により構成されている。該透明樹脂としては、特に限定されないが、プロピレン−エチレン共重合体、ポリスチレン、 (メタ)アクリル酸エステル−芳香族ビニル化合物共重合体、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、脂環式構造を有する樹脂(例えば、ノルボルネン系の樹脂)などを挙げることができる。
The
これらの中で、脂環式構造を有する樹脂、メタクリル樹脂及び(メタ)アクリル酸エステル−芳香族ビニル化合物共重合体樹脂を好適に用いることができ、脂環式構造を有する樹脂を特に好適に用いることができる。脂環式構造を有する樹脂は、溶融樹脂の流動性が良好なので、低い射出圧力で金型のキャビティを充填することができ、吸湿性が極めて低いので、寸法安定性に優れ、導光板に反りを生ずることがなく、比重が小さいので導光体を軽量化することができる。また、脂環式構造を有する樹脂は、ウエルドラインが発生しにくい。 Among these, a resin having an alicyclic structure, a methacrylic resin, and a (meth) acrylic acid ester-aromatic vinyl compound copolymer resin can be preferably used, and a resin having an alicyclic structure is particularly preferably used. Can be used. A resin having an alicyclic structure has good flowability of the molten resin, so it can fill the mold cavity with a low injection pressure, and has extremely low hygroscopicity, so it has excellent dimensional stability and warps the light guide plate. The specific gravity is small and the light guide can be reduced in weight. In addition, a resin having an alicyclic structure is unlikely to generate a weld line.
脂環式構造を有する樹脂としては、主鎖又は側鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂を挙げることができる。主鎖に脂環式構造を有する重合体樹脂は、機械的強度と耐熱性が良好なので、特に好適に用いることができる。脂環式構造は、飽和環状炭化水素構造であることが好ましく、その炭素数は、4〜30であることが好ましく、5〜20であることがより好ましく、5〜15であることがさらに好ましい。脂環式構造を有する重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、50重量%以上であることが好ましく、70重量% 以上であることがより好ましく、90重量%以上であることがさらに好ましい。脂環式構造を有する樹脂としては、例えば、ノルボルネン系単量体の開環重合体若しくは開環共重合体又はそれらの水素添加物、ノルボルネン系単量体の付加重合体若しくは付加共重合体又はそれらの水素添加物、単環の環状オレフィン系単量体の重合体又はその水素添加物、環状共役ジエン系単量体の重合体又はその水素添加物、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体若しくは共重合体又はそれらの水素添加物、ビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体又は共重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物などを挙げることができる。これらの中で、ノルボルネン系単量体の重合体の水素添加物及びビニル芳香族炭化水素系単量体の重合体の芳香環を含む不飽和結合部分の水素添加物は、機械的強度と耐熱性に優れるので、特に好適に用いることができる。 Examples of the resin having an alicyclic structure include polymer resins having an alicyclic structure in the main chain or side chain. A polymer resin having an alicyclic structure in the main chain can be particularly preferably used because it has good mechanical strength and heat resistance. The alicyclic structure is preferably a saturated cyclic hydrocarbon structure, and the carbon number thereof is preferably 4 to 30, more preferably 5 to 20, and further preferably 5 to 15. . The ratio of the repeating unit having an alicyclic structure in the polymer resin having an alicyclic structure is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and 90% by weight or more. More preferably. Examples of the resin having an alicyclic structure include a ring-opening polymer or a ring-opening copolymer of a norbornene monomer or a hydrogenated product thereof, an addition polymer or an addition copolymer of a norbornene monomer, or Those hydrogenated products, polymers of monocyclic olefin monomers or hydrogenated products thereof, polymers of cyclic conjugated diene monomers or hydrogenated products thereof, vinyl alicyclic hydrocarbon monomers Or a hydrogenated product thereof, a polymer of a vinyl aromatic hydrocarbon monomer, or a hydrogenated product of an unsaturated bond part containing an aromatic ring of the copolymer. Among these, hydrogenated products of norbornene-based monomer polymers and hydrogenated products of unsaturated bonds containing aromatic rings of vinyl aromatic hydrocarbon-based monomer polymers have mechanical strength and heat resistance. Since it is excellent in property, it can be used especially suitably.
メタクリル樹脂は、透明性に優れ、強靭でひびが入りにくいので、好適に用いることができる。メタクリル樹脂としては、JISK6717に規定されるメタクリル酸メチル重合物を80%以上含むメタクリル樹脂成形材料を挙げることができる。この規格に規定されるメタクリル樹脂の中で、ビカット軟化点温度96〜100℃、メルトフローレート8〜16の指定分類コード100−120のメタクリル樹脂は、適度な流動性と強度を有するので、好適に用いることができる。 The methacrylic resin is excellent in transparency, tough and hardly cracked, so that it can be suitably used. Examples of the methacrylic resin include a methacrylic resin molding material containing 80% or more of a methyl methacrylate polymer defined in JIS K6717. Among the methacrylic resins specified in this standard, methacrylic resins having a specified classification code 100-120 having a Vicat softening point temperature of 96 to 100 ° C. and a melt flow rate of 8 to 16 have suitable fluidity and strength, and thus are suitable. Can be used.
導光板3の成形材料には、成形時における酸化劣化や熱劣化を防止するために、酸化防止剤を添加することができる。また、成形品の耐光性などを向上させるために、耐光安定剤を添加することができる。
An antioxidant may be added to the molding material for the
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などを挙げることができる。これらの酸化防止剤は、1種を単独で用いることができ、あるいは、2種以上を組みあわせて用いることができる。これらの中で、フェノール系酸化防止剤、特にアルキル置換酸化防止剤を好適に用いることができる。酸化防止剤の添加量は、樹脂成分100重量部に対して、0.01〜2重量部であることが好ましく、0.02〜1重量部であることがより好ましい。 Examples of the antioxidant include a phenol-based antioxidant, a phosphorus-based antioxidant, and a sulfur-based antioxidant. These antioxidants can be used individually by 1 type, or can be used in combination of 2 or more type. Among these, phenolic antioxidants, particularly alkyl-substituted antioxidants can be suitably used. The addition amount of the antioxidant is preferably 0.01 to 2 parts by weight and more preferably 0.02 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component.
耐光安定剤としては、例えば、ヒンダードアミン系耐光安定剤(HALS)、ベンゾエート系耐光安定剤などを挙げることができる。これらの耐光安定剤は、1種を単独で用いることができ、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、ヒンダードアミン系耐光安定剤を特に好適に用いることができる。耐光安定剤の添加量は、樹脂成分100重量部に対して、0.01〜2重量部であることが好ましく、0.02〜1重量部であることがより好ましく、0.05〜0.5重量部であることがさらに好ましい。 Examples of the light resistance stabilizer include hindered amine light resistance stabilizer (HALS) and benzoate light resistance stabilizer. These light-resistant stabilizers can be used alone or in combination of two or more. Among these, hindered amine light resistance stabilizers can be particularly preferably used. The addition amount of the light-resistant stabilizer is preferably 0.01 to 2 parts by weight, more preferably 0.02 to 1 part by weight, with respect to 100 parts by weight of the resin component, and 0.05 to 0.5. More preferably, it is 5 parts by weight.
該成形材料には、必要に応じて、さらに他の添加剤を添加することができる。他の添加剤としては、例えば、熱安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤などの安定剤;滑剤、可塑剤などの樹脂改質剤;染料、顔料などの着色剤;帯電防止剤、光拡散剤などを挙げることができる。 If necessary, other additives can be added to the molding material. Other additives include, for example, stabilizers such as heat stabilizers, ultraviolet absorbers and near infrared absorbers; resin modifiers such as lubricants and plasticizers; colorants such as dyes and pigments; antistatic agents, light Examples include a diffusing agent.
導光板3は矩形状の板状体からなり、この実施形態では、一例として、X方向の寸法がL=240mm、Y方向の寸法が240mmに設定された正方形とし、Z方向の寸法(厚さ)はt=3.0mmとしている。この実施形態の導光板3の屈折率は1.533程度、臨界角は40.7度である。
The
入射端部4は、この実施形態では、裏面6または出射面7に実質的に垂直な一様な平面となっており、光源2から出射された光が入射され、該光を導光板本体5内に導く入射面となっている。
In this embodiment, the
導光板3の出射面7は、複数種類の光に対応する複数の部分領域A11〜A13,A21〜A23,A31〜A33を備え、これらの部分領域A11〜A13,A21〜A23,A31〜A33は、ローカルディミングを行う際の輝度を調整する単位としての領域である。部分領域A11〜A13は、X方向に沿って、入射端部4に近い側から遠い側に向かう方向(X方向)に沿って、A11,A13,A12の順に配置されている。部分領域A21〜A23、部分領域A31〜A33についても同様である。
The
各光源2は、複数の部分領域に対応する複数の群に分類されている。この実施形態では、部分領域A11に対応して光源L11および光源L11’が同一の群に分類され、部分領域A12に対応して光源L12および光源L12’が同一の群に分類され、部分領域A13に対応して光源L13および光源L13’が同一の群に分類されている。また、部分領域A21に対応して光源L21および光源L21’が同一の群に分類され、部分領域A22に対応して光源L22および光源L22’が同一の群に分類され、部分領域A23に対応して光源L23および光源L23’が同一の群に分類されている。さらに、部分領域A31に対応して光源L31および光源L31’が同一の群に分類され、部分領域A32に対応して光源L32および光源L32’が同一の群に分類され、部分領域A33に対応して光源L33および光源L33’が同一の群に分類されている。
Each
なお、以下では、説明を簡単にするため、部分領域A11〜A13および光源L11〜13,L11’〜L13’によって構成される部分(以下、基本ユニットと言うことがある)についての説明とし、部分領域A21〜A23および光源L21〜L23,L21’〜L23’によって構成される部分、ならびに部分領域A31〜A33および光源L31〜L33,L31’〜L33’によって構成される部分については、該基本ユニットと同様なので、その説明は省略する。 In the following, in order to simplify the description, the description will be made with respect to a portion (hereinafter sometimes referred to as a basic unit) constituted by the partial regions A11 to A13 and the light sources L11 to 13 and L11 ′ to L13 ′. About the part comprised by area | region A21-A23 and light source L21-L23, L21'-L23 ', and the part comprised by partial area | region A31-A33 and light source L31-L33, L31'-L33', this basic unit and The description is omitted because it is similar.
各光源2は、不図示の光源支持手段を介して、この光源装置1を構成する不図示の筐体(ハウジング)に所定の姿勢で支持されている。この光源支持手段は、入射端部4を介して光源2から導光板本体5内に入射する光の、Z方向(導光板3の厚み方向)に直交する面(X−Y平面)に対する入射方向が、互いに異なる複数種類の光となるように、それぞれの支持角度により制御して、各群を構成する光源L11およびL11’、光源L12およびL12’、光源L13およびL13’からの光を、当該群に対応する部分領域A11〜A13に導く入射方向制御部である。
Each
すなわち、この実施形態では、図3に示されているように、光源L11およびL11’はその主光線の指向方向がX−Y平面に対して角度ψ1をなし、光源L12およびL12’はその主光線の指向方向がX−Y平面に対して角度ψ2をなし、光源L13およびL13’はその主光線の指向方向がX−Y平面に対して角度ψ3をなすように、光源支持手段により支持されている。 That is, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the light sources L11 and L11 ′ have their chief rays directed at an angle ψ1 with respect to the XY plane, and the light sources L12 and L12 ′ have their principal directions. The light beam directing direction forms an angle ψ2 with respect to the XY plane, and the light sources L13 and L13 ′ are supported by the light source support means such that the principal light beam directing direction forms an angle ψ3 with respect to the XY plane. ing.
これらの角度ψ1〜ψ3は、導光板3の屈折率、導光板3のX方向の寸法、厚さ等に応じて、各群を構成する光源L11〜L13,L11’〜L13’からの光が入射端部4としての入射面とのなす角度に応じて屈折されて導光板本体5内に導入され、該導光板本体5内を伝搬されて、当該群に対応する部分領域A11〜A13に導かれるように最適化された角度に設定される。同図では、一例として、ψ1=3.29°、ψ2=1.98°、ψ3=3.29°に設定されている。
These angles ψ1 to ψ3 are determined by the light from the light sources L11 to L13 and L11 ′ to L13 ′ constituting each group according to the refractive index of the
これにより、例えば、図2に示されているように、光源L11,L11’から出射された光は入射端部4に入射され、入射端部(入射面)4とのなす角度および導光板3の屈折率に応じて屈折されて導光板本体5内に導かれ、図中の矢印D1のように伝搬されて部分領域A11に導かれる。また、光源L12,L12’から出射された光は入射端部4に入射され、入射端部(入射面)4とのなす角度および導光板3の屈折率に応じて屈折されて導光板本体5内に導かれ、裏面6で反射されつつ図中の矢印D2のように伝搬されて部分領域A12に導かれる。さらに、光源L13,L13’から出射された光は入射端部4に入射され、入射端部(入射面)4とのなす角度および導光板3の屈折率に応じて屈折されて導光板本体5内に導かれ、裏面6で反射されつつ図中の矢印D3のように伝搬されて部分領域A13に導かれる。
Thereby, for example, as shown in FIG. 2, the light emitted from the light sources L <b> 11 and L <b> 11 ′ is incident on the
このようにして導光板本体5内を伝搬されて、各群に対応する部分領域A11〜A13に導かれた光は、出射面7において、臨界角以下の角度でないと当該出射面7から出射されないため、この出射面7に光取り出し手段を配置している。この実施形態では、出射面7には、図2に示されているような条列8が一体的に形成されており、この条列8は、Y方向に沿うようにその長手方向が設定されるとともに、その断面(Z−X平面の断面)が三角形状の条(線条)をX方向に所定のピッチで複数配列してなる条列(プリズム条列)となっている。
The light thus propagated through the light
ここでは、各条は実質的に同一形状となっており、その頂角(一対の斜面8a,8bのなす角度)はθ1=85°であり、その断面が二等辺三角形(すなわち、一対の斜面8aおよび8bとX−Y平面とのそれぞれのなす角度が互いに同一(47.5°))のものを用いている。但し、頂角は85°に限定されず、一対の斜面8a,8bとX−Y平面とのなす角度が互いに異なるものであってもよい。また、隣接する各条が同一の形状でなくてもよく、条の形状は、その断面が三角形のものに限定されず、その他の多角形または半円弧や楕円弧等の曲線形状であってもよい。これらを混在させたものであってもよい。さらに、条列は、導光板3のY方向に渡って一様に形成されたもののみならず、その途中で分断されたものであってもよい。また、Y方向に対して僅かに斜交していてもよい。
Here, each strip has substantially the same shape, its apex angle (angle formed by the pair of
光取り出し手段としては、このような線状に形成された条列にも限定されず、導光板本体5内で各部分領域A11〜A13まで導かれた光を出射面7から外部に出射させることができるものであればよく、例えば、不定形の粗面(ランダムに微小な凹凸を形成した面)であってもよい。また、点状に形成されたものであってもよく、同一または異なる形状の複数の突起または窪みを配列的にまたは離散的に形成したものであってもよい。この場合の突起または窪みの形状としては、球形、円錐形、多角錐形等を採用することができる。
The light extraction means is not limited to the line formed in such a line shape, and the light guided to the partial areas A11 to A13 in the light
これらの光取り出し手段の形状は、導光板本体5の表面の傷付きを防ぐ観点から、線状か点状かを問わず、凸構造であることが好ましい。この場合、凸の高さは同観点から1μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがさらに好ましい。
From the viewpoint of preventing the surface of the light
これらの光取り出し手段は導光板本体5と同一物質でも、異なる物質から成っても良い。
These light extraction means may be made of the same material as the light
また、光取り出し手段としては、各部分領域A11〜A13毎に互いに異なるもの、例えば、条列の頂角や条を構成する一対の斜面のX−Y平面に対する傾斜角、条の配列のピッチ、高さ等が互いに異なるものを用いてもよい。 Further, as the light extraction means, the partial areas A11 to A13 are different from each other, for example, the apex angle of the row and the inclination angle of the pair of slopes constituting the row with respect to the XY plane, the pitch of the row arrangement, Those having different heights may be used.
この実施形態では、導光板3の裏面6は、X−Y平面に実質的に平行な一様な平面からなる反射面となっている。裏面6は導光板3を構成する樹脂板の裏面側表面に反射金属を蒸着し、あるいは白色散乱板(白色反射板)を配置する構成としてもよい。なお、ここでは、裏面6は一様な平面からなる反射面としたが、複数の光源2の各群からの光を反射して対応する部分領域に高効率的に導くために、X−Y平面に対して斜交する複数の傾斜面を配置してもよい。この場合において、各傾斜面のX−Y平面に対する傾斜角度は、各傾斜面間で同じであっても、異なっていてもよい。この場合の各傾斜面は、例えば、Y方向に沿うようにその長手方向が設定され、その断面が三角形状の条をX方向に複数配列してなる条列から構成することができる。
In this embodiment, the
導光板3の出射面7側には、この光源装置1による照明光が一様で均一となるように、空気層を挟んで光拡散シートを、また、輝度を高められるように、プリズムシート等の光学シートが配置されることが好ましい。光学シートとしては、透明樹脂、透明樹脂に光拡散剤その他の添加剤を添加した板状体、板状体の一方または両方の面に複数の突起や条列等のパターンを形成したもの等を用いることができる。
On the
上述した光源装置1によれば、光源L11およびL11’に電流を供給して点灯させると部分領域A11が明るくなり、光源L12およびL12’に電流を供給して点灯させると部分領域A12が明るくなり、光源L13およびL13’に電流を供給して点灯させると部分領域A13が明るくなる。光源L11およびL11’、光源L12およびL12’、光源L13およびL13’に供給する電流をそれぞれ調整することによって、それぞれに対応する部分領域A11,A12,A13の輝度を任意に変更制御することができる。部分領域A21〜A23および光源L21〜23,L21’〜L23’によって構成される部分、ならびに部分領域A31〜A33および光源L31〜33,L31’〜L33’によって構成される部分についても同様である。このように、1個の導光板3について、全領域を9つに分割した各部分領域A11〜A13,A21〜A23,A31〜A33の輝度を独立して任意に変更制御することができる。
According to the
なお、上述した第1実施形態では、各部分領域A11〜A13のそれぞれに対応する群を構成する光源として、それぞれについて、2つの光源L11およびL11’、光源L12およびL12’、光源L13およびL13’を設けたが、各群を構成する光源の数は1つでも3つ以上でもよい。各群を構成する光源の数は、部分領域のY方向の寸法と、光源の最大発光量や集光度等との関係において適宜な数を選定すればよい。 In the first embodiment described above, as the light sources constituting the group corresponding to each of the partial regions A11 to A13, two light sources L11 and L11 ′, light sources L12 and L12 ′, and light sources L13 and L13 ′ are respectively used. However, the number of light sources constituting each group may be one or three or more. An appropriate number of light sources constituting each group may be selected in relation to the dimension in the Y direction of the partial region, the maximum light emission amount of the light source, the degree of light collection, and the like.
各光源2として、入射端部4に近い部分領域A11に対応する光源L11,L11’よりも中間の部分領域A13に対応する光源L13,L13’の集光度を大きくし、さらに中間の部分領域A13に対応する光源L13,L13’の集光度よりも最も遠い部分領域A12に対応する光源L12,L12’の集光度を大きくすることが好ましい。各光の光路長の相違による拡散に基づく照度低下を抑制し、各部分領域A11〜A13で照度を均一にするためである。
As each
各光源L11〜L13、光源L11’〜L13’の集光度は、集光度の異なる光源を用いて調整してもよいし、同一の仕様(同一の集光度)のものを用いてリフレクタやレンズ等を別途設けて調整するようにしてもよい。各光源の集光度は、図4(a)〜図4(c)に示すように、主光線の方向をx方向とし、x方向に直交する面内において、前記Y方向に沿う方向をy方向とし、該y方向に直交する方向をz方向として、z方向の集光度は各光源間で同じとし、y方向の集光度を順次小さくすればよい。 The condensing degree of each of the light sources L11 to L13 and the light sources L11 ′ to L13 ′ may be adjusted by using light sources having different condensing degrees, or reflectors or lenses using the same specification (the same condensing degree). May be separately provided and adjusted. As shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c), the light collection degree of each light source is set to the x direction as the principal ray direction, and in the plane orthogonal to the x direction, the direction along the Y direction is the y direction. The direction perpendicular to the y direction is taken as the z direction, the light collection in the z direction is the same between the light sources, and the light collection in the y direction may be sequentially reduced.
上述した第1実施形態では、入射端部4としての入射面は、X−Y平面に実質的に垂直な平面としたが、輝度ムラの発生を抑制する等の観点から、例えば、図5に示されているように、入射端部4としての入射面を、複数のレンチキュラーレンズ9aを配列してなるレンチキュラー面とすることができる。各レンチキュラーレンズ9aの中心軸は、Z方向に実質的に一致している。同様に、図6に示されているように、入射端部4としての入射面を、その長手方向がZ方向に沿うとともに、その断面が三角形状の複数の条9bをY方向に所定のピッチで配列してなるプリズム条列面としてもよい。また、これらの代わりに、各光源と入射端部4との間に、レンズやプリズム等の光学素子を配置してもよい。
In the first embodiment described above, the incident surface as the
上述した第1実施形態では、部分領域のX方向の数は、3つとしたが、2つまたは4つ以上としてもよい。この場合には、各部分領域のX方向の数に対応した数の群に係る光源を設ける。また、上述した第1実施形態では、部分領域のY方向の数も3つとしたが、1つもしくは2つまたは4つ以上としてもよい。 In the first embodiment described above, the number of partial regions in the X direction is three, but may be two or four or more. In this case, the number of light sources corresponding to the number of groups corresponding to the number in the X direction of each partial region is provided. In the first embodiment described above, the number of partial regions in the Y direction is three, but may be one, two, or four or more.
上述したように構成した光源装置1により、被照明体としての液晶パネルの全領域を照明する照明装置を構成することができる。また、上述したように構成した光源装置1を、1つのユニットとして、複数のユニットを適宜に配列することにより、被照明体としての液晶パネルの全領域を照明する照明装置を構成することもできる。
With the
図7は、上述した光源装置1を対称的に2個配列して、液晶パネルの全体を照明する照明装置を構成した一例を示す平面図である。光源2の一部は省略して表示している。この照明装置10は、2つの光源装置1を光源2側を外側に、光源2と反対側を内側にして、Y方向に関して対称となるようにX方向に隣接させて構成されている。1つの光源装置1について9つの部分領域の輝度調整が可能であるので、合計で18個の部分領域を有する照明装置を2枚の導光板で実現することができ、従来よりも導光板の枚数を大幅に削減することができる。
FIG. 7 is a plan view showing an example in which an illuminating device that illuminates the entire liquid crystal panel by arranging two
また、光源2は導光板の外側に配置されており、従来技術のように、照明の有効領域内に光源を配置しなくてもよいので、光源自身やその配線等による照明ムラや光洩れの発生等を抑制できるとともに、これらを防止するための特別な工夫も必要がなくなる。導光板の枚数が少ないので、製造工数やコストも低減することができる。なお、導光板の側面に光源を配置したサイドエッジ型であるため、拡散板とその直下に光源を配置した直下型の照明装置等と比較して、照明装置全体としての厚さも大幅に薄くでき、液晶表示装置に適用した場合に装置を小型・薄型化することができる。
Further, since the
なお、図7のように構成した一対の光源装置1をさらにY方向に複数隣接して配置して、照明装置を構成してもよい。また、図8に示されているように、図7の構成において、一対の光源装置1の導光板を一体的に形成し、2つの光源装置で1つのユニットを構成してもよい。一対の導光板間の境目がない点を除いて、図7の構成と実質的に同じである。このような構成とすることにより、1つのユニットで18個の部分領域の輝度調整が可能となり、導光板の数をさらに削減することが可能となる。なお、図8のように構成した一対の光源装置1をさらにY方向に複数隣接して配置するとともに、各導光板に相当する部分を一体的に形成して単一の導光板として、照明装置を構成してもよい。
Note that a plurality of a pair of
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、図9および図10を参照して説明する。なお、図1〜図3に示したものと実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 9 and FIG. In addition, about the component substantially the same as what was shown in FIGS. 1-3, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
この第2実施形態においては、入射端部41の構成が上述した第1実施形態の入射端部4と異なっている。すなわち、上述した第1実施形態では、入射端部4としての入射面は、X−Y平面に実質的に垂直な一様な平面であったが、この第2実施形態では、入射端部41はY方向に複数に分割された入射面42a,42b,42cとなっている。各分割入射面42a,42b,42cは、X−Y平面に対する傾斜角度が互いに異なっており、これらにそれぞれ対応する光源L11〜L13の主光線(軸)の方向に実質的に垂直となるように設定されている。
In the second embodiment, the configuration of the
この第2実施形態では、図10に示されているように、光源L11,L11’に対応する分割入射面42aはX−Y平面に対して角度ψ1’をなし、光源L12,L12’に対応する分割入射面42bはX−Y平面に対して角度ψ2’をなし、光源L13、L13’に対応する分割入射面42cはX−Y平面に対して角度ψ3’をなすように設定されている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 10, the
これらの角度ψ1’〜ψ3’は、ここでは、ψ1’=87.85°、ψ2’=88.71°、ψ3’=87.85°に設定されている。なお、これらに対応する光源L11およびL11’、L12およびL12’、L13およびL13’の主光線の方向とX−Y平面とのなす角度は、ψ1=2.15°、ψ2=1.29°、ψ3=2.15°である。その他の構成は、上述した第1実施形態と同様である。 Here, these angles ψ1 ′ to ψ3 ′ are set to ψ1 ′ = 87.85 °, ψ2 ′ = 88.71 °, and ψ3 ′ = 87.85 °. The angles formed between the principal ray directions of the light sources L11 and L11 ′, L12 and L12 ′, L13 and L13 ′ and the XY plane corresponding to these are ψ1 = 2.15 ° and ψ2 = 1.29 °. , Ψ3 = 2.15 °. Other configurations are the same as those of the first embodiment described above.
このように、各分割入射面42a,42b,42cは、それぞれ対応する光源L11およびL11’、L12およびL12’、L13およびL13’の主光線の方向に対して実質的に垂直になるように設定されているので、それぞれ対応する光源L11およびL11’、L12およびL12’、L13およびL13’からの光のうち入射端部41で反射される光が減少し、高効率的に導光板3内に導入することができるようになる。
In this way, each of the divided incident surfaces 42a, 42b, and 42c is set to be substantially perpendicular to the directions of the principal rays of the corresponding light sources L11 and L11 ′, L12 and L12 ′, L13 and L13 ′, respectively. Therefore, the light reflected from the
なお、この第2実施形態においても、上述した第1実施形態と同様に、入射端部41を、図5に示したレンチキュラー面または図6に示したプリズム条列面とすることができる。これらの場合には、レンチキュラーレンズ9aまたは条9bは、各分割入射面42a,42b,42cのそれぞれにおいて、それらの傾斜角度に応じて傾斜した配置となる。
Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment described above, the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について、図11〜図13を参照して説明する。なお、図1〜図3に示したものと実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the component substantially the same as what was shown in FIGS. 1-3, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
この第3実施形態では、図11に示されているように、導光板3はA11〜A13,A21〜A23,A31〜A33,A41〜A43の12個の部分領域を備えるとともに、光源2として、部分領域A11〜A13に対して光源L11〜L13を、部分領域A21〜A23に対して光源L21〜L23を、部分領域A31〜A33に対して光源L31〜L33を、部分領域A41〜A43に対して光源L41〜L43を備えている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 11, the
なお、以下では、説明を簡単にするため、部分領域A11〜A13および光源L11〜L13によって構成される部分(以下、基本ユニットと言うことがある)についての説明とし、部分領域A21〜A23および光源L21〜L23によって構成される部分、部分領域A31〜A33および光源L31〜L33によって構成される部分、ならびに部分領域A41〜A43および光源L41〜L43によって構成される部分については、該基本ユニットと同様なので、その説明は省略する。 In the following, for the sake of simplicity of explanation, the description will be made on a portion (hereinafter, also referred to as a basic unit) constituted by the partial areas A11 to A13 and the light sources L11 to L13, and the partial areas A21 to A23 and the light source. The part constituted by L21 to L23, the part constituted by the partial areas A31 to A33 and the light sources L31 to L33, and the part constituted by the partial areas A41 to A43 and the light sources L41 to L43 are the same as the basic unit. The description is omitted.
この第3実施形態においては、入射端部43の構成が上述した第1実施形態の入射端部4の構成と異なっている。すなわち、上述した第1実施形態では、入射端部4としての入射面は、X−Y平面に実質的に垂直な一様な平面であったが、この第3実施形態では、入射端部43はZ方向に複数に分割された入射面44a,44b,44cとなっている。各分割入射面44a,44b,44cは、X−Y平面に対する傾斜角度が互いに異なっており、これらにそれぞれ対応する光源L11〜L13の主光線(軸)の方向に実質的に垂直となるように設定されている。なお、出射面7に配置されるプリズム条列8としては、この実施形態では、傾斜面8aのX−Y平面に対する角度がθ2=20°、傾斜面8bのX−Y平面に対する角度θ3がθ3=50°、すなわち頂角は、110°となっており、各条の配列ピッチは100μmとなっている。
In the third embodiment, the configuration of the
この第3実施形態では、図13に示されているように、光源L11に対応する分割入射面44aはX−Y平面に対して角度ψ1’をなし、光源L12に対応する分割入射面44bはX−Y平面に対して角度ψ2’をなし、光源L13に対応する分割入射面4cはX−Y平面に対して角度ψ3’をなすように設定されている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 13, the
この第3実施形態の導光板3の厚さはt=6mmであるものとして、これらの角度ψ1’〜ψ3’は、ψ1’=82.87°、ψ2’=87.26°、ψ3’=84.76°に設定されている。なお、これらに対応する光源L11〜L13の主光線の方向とX−Y平面とのなす角度は、ψ1=7.13°、ψ2=2.74°、ψ3=5.24°である。その他の構成は、上述した第1実施形態または第2実施形態と同様である。
Assuming that the thickness of the
このように、各分割入射面44a,44b,44cは、それぞれ対応する光源L11〜L13の主光線の方向に対して実質的に垂直になるように設定されているので、それぞれ対応する光源L11〜L13からの光のうち入射端部43で反射される光が減少し、高効率的に導光板3内に導入することができるようになる。
As described above, the divided incident surfaces 44a, 44b, and 44c are set so as to be substantially perpendicular to the principal ray directions of the corresponding light sources L11 to L13, respectively. Of the light from L13, the light reflected by the
図19〜図21は、この場合の効果の検証結果を示す図であり、実際に、導光板の端面に光源から光を入射させて、該導光板の出射面の上方から撮影した写真である。幅80mmの導光板を3枚準備し、それぞれの長手方向の側端面の一方に、図13に示した各分割入射面44a,44b,44cに相当する傾斜面を形成した。図19はψ3’=84.76°の導光板の場合を、図20はψ2’=87.26°の導光板の場合を、図21はψ1’=82.87°の導光板の場合を示している。図中の白抜きの点線長丸で示している部分の内側の比較的に白い(明るい)部分から光が出射しており、図21では光源に近い側から光が出射されていることが、図20では光源から遠い側から光が出射していることが、図19ではこれらの中間部分から光が出射されていることがわかる。 FIG. 19 to FIG. 21 are diagrams showing verification results of the effect in this case, and are actually photographs taken from above the exit surface of the light guide plate with light incident on the end surface of the light guide plate. . Three light guide plates with a width of 80 mm were prepared, and inclined surfaces corresponding to the divided incident surfaces 44a, 44b, and 44c shown in FIG. 13 were formed on one of the side end surfaces in the longitudinal direction. 19 shows the case of a light guide plate with ψ3 ′ = 84.76 °, FIG. 20 shows the case of a light guide plate with ψ2 ′ = 87.26 °, and FIG. 21 shows the case of a light guide plate with ψ1 ′ = 82.87 °. Show. Light is emitted from a relatively white (bright) portion inside a portion indicated by a white dotted long circle in the figure, and in FIG. 21, light is emitted from the side close to the light source. In FIG. 20, it can be seen that light is emitted from the side far from the light source, and in FIG. 19, light is emitted from these intermediate portions.
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について、図14を参照して説明する。なお、図1〜図3に示したものと実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。なお、この第4実施形態は、上述した第1〜第3実施形態の構成に追加して適用可能である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the component substantially the same as what was shown in FIGS. 1-3, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted. In addition, this 4th Embodiment is applicable in addition to the structure of the 1st-3rd embodiment mentioned above.
上述した第1実施形態においては、導光板3の裏面6は、基本的に均一な反射面であるものとして説明した。これに対して、この第4実施形態では、裏面6に拡散抑制手段を設けている。拡散抑制手段としては、同図では、その長手方向がX方向に沿うとともに、その断面が三角形状の複数の条を、Y方向に所定のピッチで配設した条列61を用いている。この実施形態では、各条の頂角は90°で幅0.2mmの条を隣接して配置している。
In 1st Embodiment mentioned above, the
各条を構成する一対の傾斜面が反射面となり、光源2から射出され、入射端部4を介して導光板本体5内に導入され、裏面6で反射される際に、光がY方向に拡散することがこの条列61によって抑制される。
A pair of inclined surfaces constituting each strip becomes a reflecting surface, which is emitted from the
図22および図23は、この場合の効果の検証結果を示す図であり、実際に、導光板の端面に光源から光を入射させて、該導光板の出射面の上方から撮影した写真である。図22は上述したような条列61からなる拡散抑制手段をその裏面に配置した導光板を用いた場合を、図23は上述したような拡散抑制手段を設けない、すなわち平坦な裏面の導光板を用いた場合を示している。これらの図において、光源は図中下辺の略中央部分の白い(明るい)部分に対応して設けられている。拡散抑制手段を設けた図22では、図中に一対の互いに略平行する白抜き矢印で示しているように、図中横方向への光の拡散が抑制されていることがわかり、また、白抜きの点線長丸で示しているように、入射面の反対面が明るくなり、導光板内で光が拡散せずに伝搬されたことがわかる。これに対して、拡散抑制手段を設けない図23では、図中に一対の逆八の字状に配置された白抜き矢印で示しているように、図中横方向に拡散していることがわかり、また、白抜き点線長丸で示しているように、入射面の反対面が暗くなり、光が伝搬されていないことがわかる。なお、本図では光取り出し手段を設けていないため、途中(出光面)の光はほとんど見えていない。 FIG. 22 and FIG. 23 are diagrams showing verification results of the effects in this case, and are actually photographs taken from above the exit surface of the light guide plate with light incident on the end surface of the light guide plate. . FIG. 22 shows a case where a light guide plate in which the diffusion suppressing means composed of the above-described row 61 is arranged on the back surface thereof, and FIG. 23 shows a case where the diffusion suppression means as described above is not provided, that is, a light guide plate having a flat back surface. The case where is used is shown. In these figures, the light source is provided corresponding to the white (bright) part of the substantially central part of the lower side in the figure. In FIG. 22 provided with the diffusion suppressing means, it can be seen that the diffusion of light in the lateral direction in the figure is suppressed as indicated by a pair of substantially parallel white arrows in the figure. As shown by the dotted dotted long circle, it can be seen that the surface opposite to the incident surface becomes brighter, and light propagates without being diffused in the light guide plate. On the other hand, in FIG. 23 in which the diffusion suppressing means is not provided, it is diffused in the horizontal direction in the figure as shown by the white arrows arranged in a pair of inverted eight shapes in the figure. As can be seen, as indicated by the dotted dotted long circle, the surface opposite to the incident surface becomes dark and it is understood that light is not propagated. In addition, in this figure, since the light extraction means is not provided, the light on the way (light-emitting surface) is hardly visible.
裏面6に設ける条列は、他の構成のものであってもよく、図15(a)〜図15(c)に示すようなものを用いてもよい。図15(a)では、断面が三角形の複数の条を互いに所定間隔だけ離間して配置した条列62を用いている。図15(b)では、断面が半円弧形状の凸条を互いに所定間隔だけ離間して配置した条列63を用いている。図15(c)では、断面が半円弧形状の凹条を互いに所定間隔だけ離間して配置した条列64を用いている。
The row | line | column provided in the
また、図16に示されているように、導光板3の裏面6において、Y方向に隣接する部分領域A11(〜A13),A21(〜A23),A31(〜A33)の境界部分に、その断面が台形状の凹条を配置してなる条列65を配置してもよい。これにより、Y方向への拡散を抑制し、例えば部分領域A21(〜A23)に対応する光源からの光が、隣接する部分領域A11(〜A13)または部分領域A31(〜A33)に拡散してしまうことを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 16, on the
本実施形態では、拡散抑制手段は導光板本体5の裏面6に設けているが、出射面7に設けても良い。さらに、光の拡散抑制効果を高める観点から、裏面6と出射面7の両方に設けることが好ましい。
In the present embodiment, the diffusion suppressing means is provided on the
また、拡散抑制手段の形状は凸でも凹でもよいが、導光板本体5の表面の傷付きを防ぐ観点から、凸構造であることが好ましい。この場合、凸の高さは同観点から1μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましく、30μm以上であることがさらに好ましい。
Moreover, although the shape of a diffusion suppression means may be convex or concave, it is preferable that it is a convex structure from a viewpoint of preventing the surface of the light-guide plate
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について、図17を参照して説明する。なお、図1〜図3に示したものと実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the component substantially the same as what was shown in FIGS. 1-3, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
この第5実施形態においては、入射端部45の構成が上述した第1実施形態の入射端部4と異なっているとともに、光源2(L11〜L13)の配置が異なっている。なお、この実施形態では、部分領域A11〜A13が、入射端部4に近い側から遠い側に向かって、この順に配置されているものとし、この順番は上述した第1実施形態とは異なっている。
In the fifth embodiment, the configuration of the
すなわち、上述した第1実施形態では、入射端部4は入射面であったが、この第5実施形態では、入射端部45は導光板本体5と一体的に形成された立体となっており、その上部(出射面7側)に、複数の反射面46a,46b,46cを有している。各反射面46a,46b,46cは、X方向の位置が異なっているとともに、X−Y平面に対する傾斜角度が互いに異なっている。入射端部4の下部は、導光板本体5の裏面6と同一面をなしており、その下側に、各反射面46a,46b,46cのそれぞれに対応して、光源L11〜L13が、その主光線(軸)がそれぞれ+Z方向を指向して、Y方向に沿って配置されている。入射端部45の下面が各光源L11〜L13からの光が入射される入射面となる。
That is, in the first embodiment described above, the
光源L11からの光は、入射端部45の下面から入射され、入射端部45内を伝搬されて、反射面46aで反射され、導光板本体5に反射面46aの傾斜角度に応じた所定の角度で入射され、導光板本体5の裏面6で反射されて、部分領域A11に導かれる。光源L12からの光は、入射端部45の下面から入射され、入射端部45内を伝搬されて、反射面46bで反射され、導光板本体5に反射面46bの傾斜角度に応じた所定の角度で入射され、導光板本体5の裏面6で反射されて、部分領域A12に導かれる。光源L13からの光は、入射端部45の下面から入射され、入射端部45内を伝搬されて、反射面46cで反射され、導光板本体5に反射面46cの傾斜角度に応じた所定の角度で入射され、導光板本体5の裏面6で反射されて、部分領域A13に導かれる。
The light from the light source L11 is incident from the lower surface of the
従って、光源L11の点灯を制御すれば部分領域A11の輝度を制御することができ、光源L12の点灯を制御すれば部分領域A12の輝度を制御することができ、光源L13の点灯を制御すれば部分領域A13の輝度を制御することができる。 Therefore, if the lighting of the light source L11 is controlled, the luminance of the partial area A11 can be controlled, if the lighting of the light source L12 is controlled, the luminance of the partial area A12 can be controlled, and if the lighting of the light source L13 is controlled. The brightness of the partial area A13 can be controlled.
その他は、上述した第1実施形態と同様であり、第1実施形態に記載した改良例や第4実施形態は、この第5実施形態にも適用可能である。なお、ここでは、光源L11〜13を入射端部4の下側に配置し、入射端部4の上部に反射面46a,46b,46cを配置した構成について説明したが、これとは逆に、光源L11〜13を入射端部4の上側に配置し、入射端部4の下部に反射面46a,46b,46cを配置した構成にしてもよい。
Others are the same as those of the first embodiment described above, and the improved example and the fourth embodiment described in the first embodiment can also be applied to the fifth embodiment. Here, the configuration in which the light sources L11 to L13 are disposed below the
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について、図18を参照して説明する。なお、図1〜図3に示したものと実質的に同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the component substantially the same as what was shown in FIGS. 1-3, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
この第6実施形態は、上述した第5実施形態を変形したものである。上述した第5実施形態では、入射端部45が備える各反射面46a,46b,46cは、X方向に並んで配置されているが、この第6実施形態の入射端部47が備える各反射面48a,48b,48cは、Y方向に並んで配置されている。これに伴い、各光源L11〜L13もY方向に沿って配列されている。
The sixth embodiment is a modification of the fifth embodiment described above. In the fifth embodiment described above, the reflecting
光源L11からの光は、入射端部47の下面から入射され、入射端部47内を伝搬されて、反射面48aで反射され、導光板本体5に反射面48aの傾斜角度に応じた所定の角度で入射され、導光板本体5の裏面6で反射されて、部分領域A11に導かれる。光源L12からの光は、入射端部47の下面から入射され、入射端部47内を伝搬されて、反射面48bで反射され、導光板本体5に反射面48bの傾斜角度に応じた所定の角度で入射され、導光板本体5の裏面6で反射されて、部分領域A12に導かれる。光源L13からの光は、入射端部45の下面から入射され、入射端部47内を伝搬されて、反射面48cで反射され、導光板本体5に反射面48cの傾斜角度に応じた所定の角度で入射され、導光板本体5の裏面6で反射されて、部分領域A13に導かれる。
The light from the light source L11 enters from the lower surface of the
従って、光源L11の点灯を制御すれば部分領域A11の輝度を制御することができ、光源L12の点灯を制御すれば部分領域A12の輝度を制御することができ、光源L13の点灯を制御すれば部分領域A13の輝度を制御することができる。 Therefore, if the lighting of the light source L11 is controlled, the luminance of the partial area A11 can be controlled, if the lighting of the light source L12 is controlled, the luminance of the partial area A12 can be controlled, and if the lighting of the light source L13 is controlled. The brightness of the partial area A13 can be controlled.
その他は、上述した第1実施形態および第5実施形態と同様であり、第1実施形態に記載した改良例や変形例、および第4実施形態は、この第6実施形態にも適用可能である。なお、ここでは、光源L11〜13を入射端部47の下側に配置し、入射端部47の上部に反射面48a,48b,48cを配置した構成について説明したが、これとは逆に、光源L11〜13を入射端部47の上側に配置し、入射端部47の下部に反射面48a,48b,48cを配置した構成にしてもよい。
Others are the same as those in the first embodiment and the fifth embodiment described above, and the improvements and modifications described in the first embodiment and the fourth embodiment are also applicable to the sixth embodiment. . In addition, although the light source L11-13 was arrange | positioned below the
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上述した実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the embodiment described above is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
1…光源装置
2(L11〜L13,L11’〜L13’,L21〜L23,L21’〜L23’,L31〜L33,L31’〜L33’)…光源
3…導光板
4…入射端部
5…導光板本体
6…裏面
7…出射面
8…条列
10,11…照明装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記導光体は、前記光源からの光が入射する入射部と、この入射部から入射した光を内部に導いて出射させる導光体本体とを備え、
前記導光体本体は、当該導光体本体内を伝搬する光を反射する裏面と、この裏面に対向し、前記裏面で反射した光を出射する出射面とを備え、
前記出射面は、互いに位置が異なる複数の部分領域を備え、
前記複数の光源は、前記複数の部分領域に対応する複数の群に分類され、
前記入射部を介して前記光源から前記導光体本体内に入射する光の、前記導光体の厚み方向に対する入射方向が、互いに異なる複数種類の光となるように制御して、各群を構成する光源からの光を、当該群に対応する前記部分領域に導く入射方向制御部、および当該部分領域に導かれた光を前記導光体本体の外部へ出射させる光取り出し手段をさらに備えた光源装置。 A light source device comprising a plurality of light sources and a light guide that guides light from these light sources,
The light guide includes an incident portion where light from the light source is incident, and a light guide body that guides and emits light incident from the incident portion.
The light guide body includes a back surface that reflects light propagating in the light guide body, and an exit surface that faces the back surface and emits light reflected by the back surface,
The emission surface includes a plurality of partial regions whose positions are different from each other,
The plurality of light sources are classified into a plurality of groups corresponding to the plurality of partial regions,
The light incident on the light guide body from the light source through the incident portion is controlled so that the incident directions with respect to the thickness direction of the light guide are different from each other. An incident direction control unit that guides light from the light source to the partial region corresponding to the group, and a light extraction unit that emits the light guided to the partial region to the outside of the light guide body. Light source device.
前記入射角度調整面は、前記入射面から入射された前記光源からの光を反射して前記導光体本体に導く反射面である請求項6に記載の光源装置。 The incident portion has an incident surface that is substantially parallel to the exit surface, on which light from the light source is incident,
The light source device according to claim 6, wherein the incident angle adjusting surface is a reflecting surface that reflects light from the light source incident from the incident surface and guides the light to the light guide body.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102913816A (en) * | 2012-09-28 | 2013-02-06 | 京东方科技集团股份有限公司 | Sidelight type backlight module and liquid crystal display device |
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