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JP2014186913A - Lighting unit and display device - Google Patents

Lighting unit and display device Download PDF

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JP2014186913A
JP2014186913A JP2013061992A JP2013061992A JP2014186913A JP 2014186913 A JP2014186913 A JP 2014186913A JP 2013061992 A JP2013061992 A JP 2013061992A JP 2013061992 A JP2013061992 A JP 2013061992A JP 2014186913 A JP2014186913 A JP 2014186913A
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JP
Japan
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light
light incident
incident surface
region
reflective
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013061992A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuteru Kimura
和輝 木村
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2013061992A priority Critical patent/JP2014186913A/en
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Abstract

【課題】光制御要素が観察者側から視認されることやホットスポットを防ぎつつも、射出効率が高く、かつ、輝度を均一にすることができる照明ユニット及びこれを用いた表示装置を提供する。
【解決手段】導光板10の光反射面14を光入射面12から離間する方向に複数に分割された各領域Ra,Rb,Rcに、入射された光を光射出面13側へ偏向する光制御要素11A,11B,11Cがそれぞれ形成され、この各領域の光制御要素は、それぞれの領域の表面に沿い二次元方向に配列された複数の反射凹部11a,11b,11cからなり、各領域における各反射凹部の光入射面12と平行な方向の縦幅が、光入射面12に隣接する領域から光入射面に対する離間距離が大きくなる領域に至るにつれ増大し、かつ反射凹部の平面視形状の面積が増大するように構成した。
【選択図】図4
Provided are an illumination unit capable of making a light control element visible from an observer side and preventing a hot spot, and having high emission efficiency and uniform luminance, and a display device using the same. .
Light that deflects incident light toward a light exit surface 13 in each of the regions Ra, Rb, and Rc divided into a plurality of regions in a direction in which the light reflecting surface 14 of the light guide plate 10 is separated from the light incident surface 12. Control elements 11A, 11B, and 11C are formed, and the light control elements in the respective regions are formed of a plurality of reflective recesses 11a, 11b, and 11c arranged in a two-dimensional direction along the surface of the respective regions. The vertical width of each reflective recess in the direction parallel to the light incident surface 12 increases from the region adjacent to the light incident surface 12 to the region where the distance from the light incident surface increases, and the shape of the reflective recess in plan view The area was increased.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、主に照明光路制御に用いられる導光板を用いた照明ユニット及び当該照明ユニットを組み込んでなる表示装置に関する。   The present invention relates to an illumination unit using a light guide plate mainly used for illumination optical path control and a display device incorporating the illumination unit.

液晶表示装置(LCD)に代表されるフラットパネルディスプレイには、提供される情報を認識するのに必要な照明装置を内蔵したタイプのものが普及している。液晶表示装置の輝度や輝度の視野角分布や輝度空間分布などの光学特性は、照明装置の性能の影響を大きく受けている。従って、照明装置の光学特性を向上させることは、液晶表示装置の光学特性の向上に直結する。   As a flat panel display typified by a liquid crystal display device (LCD), a type having a built-in lighting device necessary for recognizing provided information is widespread. The optical characteristics of the liquid crystal display device such as the luminance, the viewing angle distribution of the luminance, and the luminance spatial distribution are greatly influenced by the performance of the lighting device. Therefore, improving the optical characteristics of the lighting device directly leads to an improvement in the optical characteristics of the liquid crystal display device.

液晶表示装置に使用される照明装置として、主に直下方式とエッジライト方式とが挙げられる。直下方式の照明装置は光源を多数配置することが可能であるため、主として20インチ以上の大型の液晶表示装置に適用されている。一方、エッジライト方式は光源の配置位置が側面に限定されるため大型の表示装置には適用できず、主としてノート型パソコン、液晶モニター、携帯情報端末等の小型の表示装置に適用されている。   As a lighting device used in a liquid crystal display device, there are mainly a direct type and an edge light type. Since the direct type illumination device can arrange a large number of light sources, it is mainly applied to a large-sized liquid crystal display device of 20 inches or more. On the other hand, the edge light method cannot be applied to a large display device because the arrangement position of the light source is limited to the side surface, and is mainly applied to a small display device such as a notebook personal computer, a liquid crystal monitor, and a portable information terminal.

しかし、最近では、照明装置用の光源として冷陰極管に替わってLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)が採用され始めたことにより、低消費電力化が図れ、薄型化の容易なエッジライト方式の照明装置が20インチ以上の中型または大型の液晶表示装置に採用され始めている。   Recently, however, LED (Light Emitting Diode) has begun to be used instead of cold-cathode tubes as the light source for lighting devices. Lighting devices have begun to be used in medium-sized or large-sized liquid crystal display devices of 20 inches or more.

一般的に、エッジライト方式は導光板と呼ばれる透光性の板の端面に光源が配置され、端面に略直交する面全体から光を射出させる。つまり、光源は導光板の端面にのみ配置されるため、光源の設置数に限界がある。従って、液晶表示装置が大型になるにつれて輝度を向上させることも難しくなる。また、大型の液晶表示装置でなくとも、低消費電力化や低コスト化させるため、光源数は少なくすることが多く、この点でも輝度を向上させることが難しい。   In general, in the edge light system, a light source is disposed on an end surface of a light-transmitting plate called a light guide plate, and light is emitted from the entire surface substantially orthogonal to the end surface. That is, since the light source is disposed only on the end face of the light guide plate, the number of light sources to be installed is limited. Therefore, it becomes difficult to improve the luminance as the liquid crystal display device becomes larger. Even if the liquid crystal display device is not a large-sized liquid crystal display device, the number of light sources is often reduced in order to reduce power consumption and cost, and it is difficult to improve luminance in this respect as well.

そのため、エッジライト方式の照明装置において、画面全体を均一に、そして、明るくすることが望まれている。例えば、これらを満たす方法として、特許文献1に記載のバックライト装置が提案されている。
先行技術である特許文献1では、導光板の反射面において、入射光を反射させる光制御要素を同一間隔で配列すると共に光源から離間するに従って光制御要素のサイズを増大させるか、光制御要素のサイズを変えることなく二次元方向に配列間隔を変更して小さくすることで密度を増大させる構成が提案されている。光制御要素としては、導光板の反射面に例えば白色拡散反射ドットが印刷されて配設されたり、微小な凹凸が形成されたり、一方向に延在したプリズム形状等の構造物が形成されたりしている。
Therefore, in an edge light type lighting device, it is desired to make the entire screen uniform and bright. For example, a backlight device described in Patent Document 1 has been proposed as a method for satisfying these.
In Patent Document 1, which is a prior art, on the reflecting surface of the light guide plate, the light control elements that reflect incident light are arranged at the same interval and the size of the light control element is increased as the light control elements are separated from the light source. A configuration has been proposed in which the density is increased by changing the arrangement interval in the two-dimensional direction to make it smaller without changing the size. As the light control element, for example, white diffuse reflection dots are printed on the reflecting surface of the light guide plate, minute irregularities are formed, or a prism-like structure extending in one direction is formed. doing.

しかし、微小な凹凸や一方向に延在したプリズム形状等の構造物の明確な形状についての記述はなされていない。例えば、プリズム形状の構造物では、導光板の光入射面近傍において、そのプリズムが観察者側から直接視認されるという問題が生じる。さらに、プリズム形状の構造物の場合、導光板の光入射面近傍において、光源直近の位置と、光源と光源の間の位置とで、明るさが異なるという、輝度の不均一性、いわゆるホットスポット、が発生するという問題も生じる。   However, there is no description about a clear shape of a structure such as a minute unevenness or a prism shape extending in one direction. For example, a prism-shaped structure has a problem that the prism is directly visible from the observer side in the vicinity of the light incident surface of the light guide plate. Furthermore, in the case of a prism-shaped structure, in the vicinity of the light incident surface of the light guide plate, brightness nonuniformity, so-called hot spots, in which the brightness is different between the position closest to the light source and the position between the light sources. This also causes a problem that occurs.

先行技術である特許文献2には、光制御要素に関して、光源から離隔するに従い面積が増加する楕円形又は四角形の集合からなる形状とする技術が開示されている。しかし、形状の高さ(深さ)に関する技術的記載はなく、光源からの距離により形状が大きく変化してしまう恐れがある。また、光制御要素の配置に関しての技術的記載もなく、光制御要素の視認性の問題、ホットスポットの問題への解消にはなっていない。   Patent Document 2 which is a prior art discloses a technique for making a light control element into a shape composed of a set of ellipses or quadrangles whose area increases as the distance from the light source increases. However, there is no technical description regarding the height (depth) of the shape, and the shape may change greatly depending on the distance from the light source. Further, there is no technical description regarding the arrangement of the light control elements, and the problem of visibility of the light control elements and the problem of hot spots are not solved.

特開平3−6525号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-6525 特開平09−311223号公報JP 09-311223 A

そこで、本発明は、光制御要素が観察者側から視認されることやホットスポットを防ぎつつも、射出効率が高く、かつ、輝度を均一にすることができる照明ユニット及びこの照明ユニットを用いた表示装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention uses an illumination unit that can make the light control element visible from the viewer side and prevent hot spots, and has high emission efficiency and uniform luminance, and the illumination unit. An object is to provide a display device.

上記目的を達成するためになされたもので、請求項1に係る発明は、厚さ方向の一方の面を光射出面とし、厚さ方向の他方の面を光反射面とし、かつ前記光射出面の縁部と前記光反射面の縁部とを接続する端面の少なくとも一部を光入射面とする導光板と、前記光入射面に対向して配置された光源とを備える照明ユニットであって、前記光反射面は、前記光入射面から離間する方向に複数の領域に分割され、前記複数の各領域には、前記光源から前記光入射面を透して入射された光を前記光射出面側へ偏向する光制御要素が形成されており、前記各領域の前記光制御要素は、それぞれの前記領域の表面に沿い二次元方向に配列された複数の反射凹部からなり、前記各領域の各反射凹部は、輪郭が楕円もしくは方形または不定形の平面視形状を呈しており、前記各領域における前記各反射凹部の前記縦幅が、前記光入射面に隣接する領域から前記光入射面に対する離間距離が大きくなる領域に至るにつれ増大し、かつ前記反射凹部の平面視形状の面積が増大するように構成され、さらに前記各領域の表面積に対して、平面視した際の当該領域内の全反射凹部の総面積の割合が、前記光入射面に隣接する領域から前記光入射面に対する離間距離が大きくなる領域に至るにつれて増大するように構成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that one surface in the thickness direction is a light emission surface, the other surface in the thickness direction is a light reflection surface, and the light emission is performed. A light guide plate having at least a part of an end face connecting the edge of the surface and the edge of the light reflecting surface as a light incident surface, and a light source disposed to face the light incident surface. The light reflecting surface is divided into a plurality of regions in a direction away from the light incident surface, and light incident from the light source through the light incident surface is transmitted to each of the plurality of regions. A light control element that deflects toward the exit surface is formed, and the light control element in each region includes a plurality of reflective recesses arranged in a two-dimensional direction along the surface of each region. Each of the reflective recesses has a plan view shape with an ellipse, square or irregular outline. The vertical width of each reflective recess in each region increases as the distance from the region adjacent to the light incident surface increases to the region where the distance from the light incident surface increases, and the plane of the reflective recess The area of the visual shape is configured to increase, and the ratio of the total area of the total reflection recesses in the region when viewed in plan with respect to the surface area of each region is from the region adjacent to the light incident surface. It is configured to increase as the distance from the light incident surface increases.

請求項2に係る発明は、請求項1記載の照明ユニットにおいて、前記各領域内の前記各反射凹部は、各領域毎に前記光入射面から離れるにつれて前記光入射面と直交する方向の前記反射凹部の配列ピッチが減少するように配列されていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the illumination unit according to the first aspect, the reflection recesses in the respective regions are reflected in a direction orthogonal to the light incident surface as they are separated from the light incident surface for each region. The concave portions are arranged so that the arrangement pitch decreases.

請求項3に係る発明は、請求項1または2記載の照明ユニットにおいて、前記各領域内の前記各反射凹部は、各領域毎に前記光入射面と平行な方向に異なる一定の配列ピッチで配列されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the illumination unit according to the first or second aspect, the reflective recesses in the respective regions are arranged at a constant arrangement pitch that is different in a direction parallel to the light incident surface for each region. It is characterized by being.

請求項4に係る発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載の照明ユニットにおいて、前記各領域内の前記各反射凹部の横幅は全て同一であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the illumination unit according to any one of the first to third aspects, the lateral widths of the respective reflective recesses in the respective regions are all the same.

請求項5に係る発明は、請求項1乃至4の何れか一項に記載の照明ユニットにおいて、前記各領域内の前記各反射凹部の深さは全て同一であることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the illumination unit according to any one of the first to fourth aspects, the depths of the reflective recesses in the respective regions are all the same.

請求項6に係る発明は、請求項1乃至5の何れか一項に記載の照明ユニットにおいて、前記光射出面に、前記光入射面と直交する方向に延在する複数のレンチキュラーレンズが、それらの長手方向を平行させ互いに隣接して前記光入射面の延在方向に並べられて配置されていることを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the illumination unit according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of lenticular lenses extending in a direction perpendicular to the light incident surface are provided on the light emitting surface. Are arranged in parallel with each other in the extending direction of the light incident surface.

請求項7に係る発明は、表示装置であって、請求項1〜6の何れか一項に記載の照明ユニットと、前記照明ユニットの光出射側に配置され、表示画像を規定する画像表示素子とを備えることを特徴とする。   The invention according to claim 7 is a display device, wherein the illumination unit according to any one of claims 1 to 6 and an image display element that is disposed on a light emission side of the illumination unit and defines a display image. It is characterized by providing.

請求項8に係る発明は、請求項7記載の表示装置において、前記画像表示素子が、画素単位での透過/遮光により画像を表示することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the display device according to the seventh aspect, the image display element displays an image by transmission / shielding in pixel units.

本発明による導光板を用いた照明ユニット及びこの照明ユニットを用いた表示装置によれば、導光板の光反射面を光入射面から離間する方向に複数に分割された各領域に、光入射面を透して入射された光を光射出面側へ偏向する光制御要素がそれぞれ形成され、この各領域の光制御要素は、それぞれの領域の表面に沿い二次元方向に配列された複数の反射凹部からなり、各領域における各反射凹部の光入射面と平行な方向の縦幅が、光入射面に隣接する領域から光入射面に対する離間距離が大きくなる領域に至るにつれ増大し、かつ反射凹部の平面視形状の面積が増大するように構成され、さらに各領域の表面積に対する当該領域内の全反射凹部の総面積の割合が、光入射面に隣接する領域から光入射面に対する離間距離が大きくなる領域に至るにつれて増大するように構成したので、光制御要素が観察者側から視認されることを防ぎ、ホットスポットの発生も抑えつつ、光を効率よく射出することができ、また、輝度分布を均一にすることも可能である。   According to the illumination unit using the light guide plate and the display device using the illumination unit according to the present invention, the light incident surface is divided into a plurality of regions divided in a direction in which the light reflecting surface of the light guide plate is separated from the light incident surface. Light control elements for deflecting light incident through the light source are formed on the light exit surface side, and the light control elements in each region are formed by a plurality of reflections arranged in a two-dimensional direction along the surface of each region. The vertical width of each reflective recess in each region in the direction parallel to the light incident surface increases as the distance from the region adjacent to the light incident surface increases to the region where the distance from the light incident surface increases. In addition, the ratio of the total area of the total reflection recesses in the region to the surface area of each region is large from the region adjacent to the light incident surface to the light incident surface. In the area As the light control element increases, the light control element can be efficiently emitted while preventing the light control element from being viewed from the observer side, suppressing the occurrence of hot spots, and making the luminance distribution uniform. It is also possible to do.

本発明の実施の形態による照明ユニットを用いた表示装置を分離状態で示す要部の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the principal part which shows the display apparatus using the illumination unit by embodiment of this invention in the isolation | separation state. 本発明の実施の形態における導光板を光反射面側から見た概略斜視図である。It is the schematic perspective view which looked at the light-guide plate in embodiment of this invention from the light reflection surface side. 本発明に係る導光板の光反射面に配列させた光制御要素の一例を示すもので、(a)は光制御要素を構成する、平面視楕円状を呈する反射凹部の斜視図、(b)は平面視楕円状を呈する反射凹部の上面図と長軸方向及び短軸方向の側面図である。An example of the light control element arranged in the light reflection surface of the light-guide plate which concerns on this invention is shown, (a) is a perspective view of the reflective recessed part which exhibits a planar view ellipse which comprises a light control element, (b). These are a top view and a side view in the major axis direction and minor axis direction of a reflective recess that exhibits an elliptical shape in plan view. 平面視方形状を呈する導光板の一端面に光源を配置した場合の本発明の実施の形態における導光板を光反射面側から見た概略上面図である。It is the schematic top view which looked at the light-guide plate in embodiment of this invention when the light source is arrange | positioned at the end surface of the light-guide plate which exhibits a planar view shape from the light reflection surface side. 導光板の光反射面に形成される光制御要素の例を示すもので、(a)は半円柱状のシリンドリカルレンズの場合を示す導光板の上面図であり、(b)は平面視楕円状を呈する反射凹部の場合を示す導光板の上面図である。The example of the light control element formed in the light reflection surface of a light-guide plate is shown, (a) is a top view of the light-guide plate which shows the case of a semi-cylindrical cylindrical lens, (b) is elliptical view planarly It is a top view of the light-guide plate which shows the case of the reflective recessed part which exhibits. 導光板の光反射面に光制御要素が配列されていない場合の、光のY方向への広がりを表した模式図である。It is the schematic diagram showing the breadth to the Y direction when the light control element is not arranged in the light reflection surface of a light-guide plate. 導光板の光反射面に光制御要素が配列されている場合の、光のY方向への広がりを表した模式図である。It is the schematic diagram showing the breadth to the Y direction when the light control element is arranged in the light reflection surface of a light-guide plate. 平面視方形状を呈する導光板の相対向する両端面に光源を配置した場合の本発明の実施の形態における導光板を光反射面側から見た概略上面図である。It is the schematic top view which looked at the light-guide plate in embodiment of this invention from the light reflection surface side at the time of arrange | positioning a light source to the opposing both end surfaces of the light-guide plate which exhibits a planar view shape. (a)〜(f)は光制御要素を構成する反射凹部の形状例を示す説明図である。(A)-(f) is explanatory drawing which shows the example of a shape of the reflective recessed part which comprises a light control element. (a)、(b)は導光板の光入射面から離れた位置の光制御要素を構成する反射凹部の形状例を示す説明図である。(A), (b) is explanatory drawing which shows the example of a shape of the reflective recessed part which comprises the light control element of the position away from the light-incidence surface of the light-guide plate. (a)〜(c)は導光板光入射面への光制御要素の配置例を示す説明図である。(A)-(c) is explanatory drawing which shows the example of arrangement | positioning of the light control element to the light-guide plate light-incidence surface. 平面視方形状を呈する導光板の一端面に光源を配置した場合の本発明の実施の形態における導光板を反射面側から見た概略上面図と、光制御要素密度との関係性を示した図である。The relationship between the light control element density and a schematic top view of the light guide plate in the embodiment of the present invention when viewed from the reflective surface side when a light source is arranged on one end surface of the light guide plate having a planar view shape is shown. FIG. 光制御要素の形状と入射光との関係を説明する導光板の部分縦断面図であり、(a)は凹部の光制御要素、(b)は凸部の光制御要素を示す図である。It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view of the light-guide plate explaining the relationship between the shape of a light control element and incident light, (a) is a light control element of a recessed part, (b) is a figure which shows the light control element of a convex part. 本発明の変形例による導光板の斜視図であり、光射出面にレンチキュラーレンズが設けられている例を示している。It is a perspective view of the light-guide plate by the modification of this invention, and has shown the example by which the lenticular lens is provided in the light-projection surface. 本発明の実施例と比較例における画面正面輝度、光制御要素の視認性及びホットスポットの評価結果を示す図である。It is a figure which shows the screen front brightness | luminance in the Example and comparative example of this invention, the visibility of a light control element, and the evaluation result of a hot spot.

以下に、本発明の実施の形態による照明ユニットとこの照明ユニットを備えた表示装置について説明する。なお、図1から図13は模式的に示した図であり、各部の大きさや形状は理解を容易にするために適宜誇張して示している。   Below, the illumination unit by embodiment of this invention and the display apparatus provided with this illumination unit are demonstrated. FIGS. 1 to 13 are schematic views, and the size and shape of each part are appropriately exaggerated for easy understanding.

表示装置1は、図1に示すように、画像表示パネル2と、この画像表示パネル2の光入射側に臨ませて配置された照明ユニット3とを備えている。
最も観察者側Fに配設された画像表示パネル2は、2枚の偏光板(偏光フイルム)4、5とその間に挟持された画像表示素子6とからなる。画像表示パネル2は、例えば液晶表示パネルから構成され、画像表示素子6は2枚のガラス基板の間に液晶層が充填されて構成される。画像表示素子6として選択される液晶表示素子は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する代表的な素子であり、他の表示素子と比べて、画像品位を高くすることができる。
As shown in FIG. 1, the display device 1 includes an image display panel 2 and an illumination unit 3 arranged facing the light incident side of the image display panel 2.
The image display panel 2 arranged closest to the viewer side F includes two polarizing plates (polarizing films) 4 and 5 and an image display element 6 sandwiched therebetween. The image display panel 2 is constituted by, for example, a liquid crystal display panel, and the image display element 6 is constituted by filling a liquid crystal layer between two glass substrates. The liquid crystal display element selected as the image display element 6 is a typical element that transmits and blocks light in pixel units and displays an image, and can improve image quality compared to other display elements. .

画像表示パネル2は、画素単位で光を透過/遮光して画像を表示する素子であることが望ましい。画素単位で光を透過/遮光して画像を表示するものであれば、照明ユニット3により画面全体を均一に明るくできる表示装置1を得ることができる。
また、照明ユニット3はエッジライト型の照明装置であり、画像表示パネル2の光入射側に臨ませて配置されており、面光源部7と光学シート8とから構成される。面光源部7は光の光路に沿って光源9と導光板10が設けられている。
The image display panel 2 is preferably an element that displays an image by transmitting / blocking light in pixel units. A display device 1 that can uniformly brighten the entire screen with the illumination unit 3 can be obtained as long as the image is displayed by transmitting / blocking light in pixel units.
Further, the illumination unit 3 is an edge light type illumination device, is disposed facing the light incident side of the image display panel 2, and includes a surface light source unit 7 and an optical sheet 8. The surface light source unit 7 is provided with a light source 9 and a light guide plate 10 along an optical path of light.

光学シート8は導光板10の光進行方向である観察者方向F側に配設されていて、少なくとも一枚は、拡散機能を有していると良い。導光板10と光学シート8や光学シート8と画像表示パネル2とで発生するモアレを消したり、導光板10による輝点を消したりすることができる。光学シート8としては、例えばマイクロレンズシート18とプリズムレンズシート19を積層して、導光板10の光射出面13に対向して配列させている。マイクロレンズシート18による光拡散・集光効果とプリズムレンズ19による集光効果を発揮することができる。
光学シート8としては、マイクロレンズシートやプリズムシートの他、表面に凹凸のある拡散シートや屈折率の異なる微粒子が混入している拡散シート、レンチキュラーレンズシート、偏光分離シートなどを設置することができる。また、光学シート8は複数枚配置しても良いし、一枚でも良い。
The optical sheet 8 is disposed on the observer direction F side, which is the light traveling direction of the light guide plate 10, and at least one sheet preferably has a diffusion function. Moire generated between the light guide plate 10 and the optical sheet 8 or between the optical sheet 8 and the image display panel 2 can be eliminated, and a bright spot due to the light guide plate 10 can be eliminated. As the optical sheet 8, for example, a microlens sheet 18 and a prism lens sheet 19 are laminated and arranged to face the light exit surface 13 of the light guide plate 10. The light diffusion / condensing effect by the microlens sheet 18 and the condensing effect by the prism lens 19 can be exhibited.
As the optical sheet 8, in addition to a microlens sheet and a prism sheet, a diffusion sheet having an uneven surface, a diffusion sheet in which fine particles having different refractive indexes are mixed, a lenticular lens sheet, a polarization separation sheet, and the like can be installed. . Further, a plurality of optical sheets 8 may be arranged, or a single sheet may be used.

次に、面光源部7について詳述する。
面光源部7は、図1に示すように、導光板10と、導光板10の相対向する端面である光入射面12に対応して配置された光源9と、導光板10の光反射面14の全域及び光源9の外周囲を覆うように設けられた反射シート15とを備える。反射シート15は、導光板8の光射出面13と反対の光反射面14側から射出してしまう光を反射させて再度導光板10へ導き有効利用できよるようにするものであり、輝度を高めることが可能となる。
反射シート15には、例えば、(1)PETやPP等にフィラーを混練後延伸することによりボイドを形成して反射率を高めた樹脂シート、(2)透明もしくは白色の樹脂シート表面にアルミ蒸着などで鏡面を形成したシート、(3)アルミ等の金属箔もしくは金属箔を担持した樹脂シート、(4)表面に十分な反射性を有する金属薄板、などを用いてもよい。
Next, the surface light source unit 7 will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the surface light source unit 7 includes a light guide plate 10, a light source 9 disposed corresponding to a light incident surface 12 that is an opposite end surface of the light guide plate 10, and a light reflecting surface of the light guide plate 10. And a reflection sheet 15 provided so as to cover the entire area of 14 and the outer periphery of the light source 9. The reflection sheet 15 reflects the light emitted from the light reflection surface 14 side opposite to the light emission surface 13 of the light guide plate 8 and leads it to the light guide plate 10 again so that it can be used effectively. It becomes possible to raise.
Examples of the reflective sheet 15 include: (1) a resin sheet in which a void is formed by kneading and stretching a filler in PET, PP, etc. to increase the reflectance, and (2) aluminum is deposited on the surface of a transparent or white resin sheet. (3) A metal foil such as aluminum or a resin sheet carrying a metal foil, (4) a metal thin plate having sufficient reflectivity on the surface, or the like may be used.

光源9としては、例えば線状光源や点状光源が挙げられる。線状光源には、CCFLやHCFL、EEFL等の蛍光管が挙げられる。また、点状光源には、LEDが挙げられ、LEDとしては白色LEDやRGB−LED等が挙げられる。   Examples of the light source 9 include a linear light source and a point light source. Examples of the linear light source include fluorescent tubes such as CCFL, HCFL, and EEFL. Moreover, LED is mentioned as a point light source, White LED, RGB-LED, etc. are mentioned as LED.

導光板10は、例えば方形の平行平板状または方形の楔型形状を呈している。
このような導光板10は、その厚さ方向の一方の面を光射出面13とし、厚さ方向の他方の面を光反射面14とし、かつ光射出面13の縁部と光反射面14の縁部とを接続する方形状四辺を形成する端面のうち、相対向する2つの端面を光入射面12としている。ただし、導光板10の光入射面12は、2つに限らず、図2に示すように、少なくとも1つの端面を光入射面12とすることも可能である。
また、光源9は、互いに対向する端面である2つの光入射面12に、図1に示すようにそれぞれ対向配置されてもよく、また、図2に示すように、1つの光入射面12のみに対向配置してもよい。この場合、複数の光源9を光入射面12の長手方向に一定の間隔をおいて配置されている。
The light guide plate 10 has, for example, a rectangular parallel plate shape or a rectangular wedge shape.
Such a light guide plate 10 has one surface in the thickness direction as a light emitting surface 13, the other surface in the thickness direction as a light reflecting surface 14, and an edge of the light emitting surface 13 and the light reflecting surface 14. Among the end faces that form the four sides of the square connecting the edges, the two opposite facets are used as the light incident face 12. However, the number of light incident surfaces 12 of the light guide plate 10 is not limited to two, and at least one end surface may be the light incident surface 12 as shown in FIG.
Further, the light source 9 may be disposed opposite to the two light incident surfaces 12 which are end surfaces facing each other as shown in FIG. 1, or only one light incident surface 12 as shown in FIG. You may arrange opposite. In this case, the plurality of light sources 9 are arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the light incident surface 12.

導光板10は、光透過性基材上にUVや放射線硬化樹脂を用いて成形されるか、またはPET(ポリエチレンテレフタレート)、PC(ポリカーボネート)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、COP(シクロオレフィンポリマー)等を用いて、当該技術分野では良く知られている押し出し成形法、射出成形法、あるいは熱プレス成形法によって形成することができる。   The light guide plate 10 is molded on a light-transmitting substrate using UV or radiation curable resin, or PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PMMA (polymethyl methacrylate), COP (cycloolefin polymer). Can be formed by an extrusion molding method, an injection molding method, or a hot press molding method well known in the art.

導光板10の光反射面14は、光源9から光入射面12を透して入射された光のうち、直接光射出面13から射出されない光を導光板10内の様々な方向に反射させて光射出面13側に向かわせるための反射面である。   The light reflecting surface 14 of the light guide plate 10 reflects light that is not directly emitted from the light emitting surface 13 out of light incident from the light source 9 through the light incident surface 12 in various directions in the light guide plate 10. It is a reflective surface for making it go to the light-projection surface 13 side.

光反射面14は、図2及び図4に示すように、導光板10の光入射面12から離間する方向(光入射面12と直交する矢印Xの方向)に複数の領域Ra、Rb、Rcに分割されている。この各領域Ra、Rb、Rcには、光源9から光入射面12を透して入射された光を光射出面13側へ偏向する光制御要素11A、11B、11Cがそれぞれ形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 4, the light reflecting surface 14 has a plurality of regions Ra, Rb, Rc in a direction away from the light incident surface 12 of the light guide plate 10 (the direction of the arrow X orthogonal to the light incident surface 12). It is divided into In each of the regions Ra, Rb, and Rc, light control elements 11A, 11B, and 11C that deflect light incident from the light source 9 through the light incident surface 12 toward the light exit surface 13 are formed.

各領域Ra、Rb、Rc内のそれぞれの光制御要素11A、11B、11Cは、それぞれの領域Ra、Rb、Rcの表面に沿い二次元方向に配列された複数の反射凹部11a、11b、11cからなり、各領域Ra、Rb、Rcにおけるそれぞれの反射凹部11a、11b、11cは、図3に示すように、平面視楕円状を呈し、配列されている。さらに、各領域Ra、Rb、Rcにおいて、平面視楕円状を呈する各反射凹部11a、11b、11cの楕円の長軸の長さWYa、WYb、WYc(特許請求の範囲に記載した光入射面12と平行な矢印y方向の縦幅に相当する)は、図4に示すように、光入射面12に隣接する領域Raから光入射面12に対する離間距離が大きくなる領域Rb、Rcに至るにつれ増大し、かつ反射凹部11a、11b、11cの平面視楕円状の面積が増大するように構成されている。
なお、反射凹部11a、11b、11cの楕円の長軸の長さWYa、WYb、WYcの間には、WYa<WYb<WYcの関係がある。
そして、各領域Ra、Rb、Rc毎に、領域Raの表面積に対して、平面視した際の当該領域Ra内の全反射凹部11aの総面積の割合、領域Rbの表面積に対する当該領域Rb内の全反射凹部11bの総面積の割合、領域Rcの表面積に対する当該領域Rc内の全反射凹部11cの総面積の割合が、光入射面12に隣接する領域Raから光入射面12に対する離間距離が大きくなる領域Rb、Rcに至るにつれ増大するように構成されている。
Each light control element 11A, 11B, 11C in each region Ra, Rb, Rc is formed from a plurality of reflective recesses 11a, 11b, 11c arranged in a two-dimensional direction along the surface of each region Ra, Rb, Rc. Thus, the respective reflective recesses 11a, 11b, and 11c in each of the regions Ra, Rb, and Rc have an elliptical shape in plan view and are arranged as shown in FIG. Further, in each of the regions Ra, Rb, and Rc, the lengths WYa, WYb, and WYc of the major axes of the ellipses of the reflecting recesses 11a, 11b, and 11c that are elliptical in plan view (the light incident surface 12 described in the claims) 4 corresponds to the vertical width in the direction of the arrow y in FIG. 4, and increases as the distance Ra from the region Ra adjacent to the light incident surface 12 increases to the regions Rb and Rc, as shown in FIG. In addition, the reflective recesses 11a, 11b, and 11c are configured to have an elliptical area in plan view.
Note that there is a relationship of WYa <WYb <WYc between the major axis lengths WYa, WYb, WYc of the ellipses of the reflective recesses 11a, 11b, 11c.
For each region Ra, Rb, Rc, the ratio of the total area of the total reflection recess 11a in the region Ra when viewed in plan with respect to the surface area of the region Ra, the region in the region Rb with respect to the surface area of the region Rb The ratio of the total area of the total reflection concave portion 11b and the ratio of the total area of the total reflection concave portion 11c in the region Rc to the surface area of the region Rc are such that the distance from the region Ra adjacent to the light incident surface 12 to the light incident surface 12 is large. It is configured to increase as it reaches the regions Rb and Rc.

また、領域Ra内の反射凹部11aは、図12に示すように、光入射面12から離れるにつれて光入射面12と直交する方向の反射凹部11aの配列ピッチPxaが減少するように配列されている。同様にして、領域Rb内の反射凹部11bも、光入射面12から離れるにつれて光入射面12と直交する方向の反射凹部11bの配列ピッチPxbが減少するように配列されている。同様にして、領域Rc内の反射凹部11cも、光入射面12から離れるにつれて光入射面12と直交する方向の反射凹部11bの配列ピッチPxcが減少するように配列されている。   In addition, as shown in FIG. 12, the reflective recesses 11a in the region Ra are arranged so that the arrangement pitch Pxa of the reflective recesses 11a in the direction orthogonal to the light incident surface 12 decreases as the distance from the light incident surface 12 increases. . Similarly, the reflective concave portions 11b in the region Rb are also arranged so that the arrangement pitch Pxb of the reflective concave portions 11b in the direction orthogonal to the light incident surface 12 decreases as the distance from the light incident surface 12 increases. Similarly, the reflective concave portions 11c in the region Rc are also arranged so that the arrangement pitch Pxc of the reflective concave portions 11b in the direction orthogonal to the light incident surface 12 decreases as the distance from the light incident surface 12 increases.

また、領域Ra内の反射凹部11aは、図12に示すように、光入射面12と平行な方向に一定の配列ピッチPyaで配列されている。同様にして、領域Rb内の反射凹部11bは、上記配列ピッチPyaと異なる、光入射面12と平行な方向に一定の配列ピッチPybで配列されている。同様にして、領域Rc内の反射凹部11cは、上記配列ピッチPya及びPybと異なる、光入射面12と平行な方向に一定の配列ピッチPycで配列されている。   Further, as shown in FIG. 12, the reflective recesses 11 a in the region Ra are arranged at a constant arrangement pitch Pya in a direction parallel to the light incident surface 12. Similarly, the reflective recesses 11b in the region Rb are arranged at a constant arrangement pitch Pyb in a direction different from the arrangement pitch Pya and parallel to the light incident surface 12. Similarly, the reflective recesses 11c in the region Rc are arranged at a constant arrangement pitch Pyc in a direction different from the arrangement pitches Pya and Pyb and parallel to the light incident surface 12.

また、各領域Ra、Rb、Rcにおいて、平面視楕円状を呈する各反射凹部11a、11b、11cの楕円の短軸の長さ(図3に示すx軸方向で、特許請求の範囲に記載した光入射面12と直交する矢印x方向の横幅に相当する)は全て同一である。
また、各領域Ra、Rb、Rcにおいて、平面視楕円状を呈する各反射凹部11a、11b、11cの深さH(図3参照)は全て同一である。
なお、反射凹部11a、11b、11cの楕円の長軸の長さWYa、WYb、WYcの間には、WYa<WYb<WYcの関係がある。
ここで、反射凹部11a、11b、11cのx、y方向の長さとは、図3で示すWX(WY)のように、各反射凹部11a、11b、11cの中心位置におけるx、y方向断面形状の存在する幅のことを示すものとする。
Further, in each of the regions Ra, Rb, and Rc, the length of the minor axis of the ellipse of each of the reflective recesses 11a, 11b, and 11c having an elliptical shape in plan view (in the x-axis direction shown in FIG. 3 is described in the claims) (Corresponding to the horizontal width in the direction of the arrow x orthogonal to the light incident surface 12) is the same.
Further, in each of the regions Ra, Rb, and Rc, the depths H (see FIG. 3) of the reflecting recesses 11a, 11b, and 11c that are elliptical in plan view are all the same.
Note that there is a relationship of WYa <WYb <WYc between the major axis lengths WYa, WYb, WYc of the ellipses of the reflective recesses 11a, 11b, 11c.
Here, the lengths in the x and y directions of the reflective recesses 11a, 11b, and 11c are the cross-sectional shapes in the x and y directions at the center positions of the respective reflective recesses 11a, 11b, and 11c, as in WX (WY) shown in FIG. It shall indicate the width in which

なお、本発明の導光板は、光入射面12と平行な矢印y方向の縦幅を各反射凹部11a、11b、11cの楕円の長軸の長さ、光入射面12と直交する矢印x方向の横幅を各反射凹部11a、11b、11cの楕円の短軸の長さとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。光入射面12と平行な矢印y方向の縦幅を各反射凹部11a、11b、11cの楕円の短軸の長さ、光入射面12と直交する矢印x方向の横幅を各反射凹部11a、11b、11cの楕円の長軸の長さとしてもよい。特に光入射面12に接近する領域(例えば、図2の領域Ra、図4の領域Ra、図8の領域Ra及び領域Ra´、図12の領域Ra)では、光入射面12と平行な矢印y方向の縦幅を各反射凹部の楕円の短軸の長さ、光入射面12と直交する矢印x方向の横幅を各反射凹部の楕円の長軸の長さとすることが可能である。   In the light guide plate of the present invention, the vertical width in the arrow y direction parallel to the light incident surface 12 is the length of the major axis of the ellipse of each of the reflective recesses 11a, 11b, and 11c, and the direction of the arrow x orthogonal to the light incident surface 12. Is the length of the minor axis of the ellipse of each of the reflective recesses 11a, 11b, and 11c, but the present invention is not limited to this. The vertical width in the direction of the arrow y parallel to the light incident surface 12 is the length of the minor axis of the ellipse of each reflective recess 11a, 11b, 11c, and the horizontal width in the direction of the arrow x perpendicular to the light incident surface 12 is the respective reflective recess 11a, 11b. , 11c may be the length of the major axis of the ellipse. In particular, in a region approaching the light incident surface 12 (for example, the region Ra in FIG. 2, the region Ra in FIG. 4, the region Ra and the region Ra ′ in FIG. 8, and the region Ra in FIG. 12), an arrow parallel to the light incident surface 12 The vertical width in the y direction can be the length of the minor axis of the ellipse of each reflecting recess, and the horizontal width in the direction of the arrow x perpendicular to the light incident surface 12 can be the length of the major axis of the ellipse of each reflecting recess.

上記のように構成された表示装置において、各領域Ra、Rb、Rc内のそれぞれの反射凹部11a、11b、11cは、それぞれの領域Ra、Rb、Rcの表面に沿って二次元方向に配列されたドット形態であることから、反射凹部11a、11b、11cが観察者側から視認されることを防ぐ、つまり、反射凹部11a、11b、11cを隠蔽することができる。   In the display device configured as described above, the respective reflective recesses 11a, 11b, and 11c in the respective regions Ra, Rb, and Rc are arranged in a two-dimensional direction along the surfaces of the respective regions Ra, Rb, and Rc. Therefore, it is possible to prevent the reflective concave portions 11a, 11b, and 11c from being viewed from the viewer side, that is, to hide the reflective concave portions 11a, 11b, and 11c.

導光板10中を導光する光は、反射凹部11a、11b、11cにて反射され射出面13から観察者側に射出される。そのため、反射凹部11a、11b、11cが無い部分は暗く見えるが、反射凹部11a、11b、11cは明るく光って見える。   The light guided through the light guide plate 10 is reflected by the reflective recesses 11a, 11b, and 11c and is emitted from the exit surface 13 to the viewer side. For this reason, the portions without the reflective concave portions 11a, 11b, and 11c appear dark, but the reflective concave portions 11a, 11b, and 11c appear bright and shining.

図5(a)は、光制御要素111が一次元方向のみにレンチキュラーレンズ形状を呈する場合を示したものであり、図5(b)は、光制御要素11が本発明の実施の形態に示すように、反射凹部を二次元方向に配列したドット形態の様子を示したものである。この図5(a)に示す光制御要素111が導光板の光反射面14に対して占める割合と、図5(b)に示す光制御要素11が反射面14に対して占める割合はほぼ同等であるが、ドット形態である反射凹部を二次元方向に配列してなる光制御要素11の方が、隣り合う反射凹部が近いことがわかる。したがって、明るく光る反射凹部が満遍なく配置されている図5(b)の方が、観察者側から視認されにくいことは容易に想像できる。   FIG. 5A shows a case where the light control element 111 has a lenticular lens shape only in a one-dimensional direction, and FIG. 5B shows the light control element 11 according to the embodiment of the present invention. Thus, the state of the dot form which arranged the reflective recessed part in the two-dimensional direction is shown. The ratio of the light control element 111 shown in FIG. 5A with respect to the light reflection surface 14 of the light guide plate is substantially equal to the ratio of the light control element 11 shown in FIG. 5B with respect to the reflection surface 14. However, it can be seen that the light control element 11 formed by arranging the reflective concave portions in the form of dots in the two-dimensional direction is closer to the adjacent reflective concave portions. Therefore, it can be easily imagined that the case of FIG. 5B in which the reflective concave portions that shine brightly are evenly arranged is less visible from the observer side.

また、導光板10の光入射面12からの距離が小さい領域の反射凹部ほど、y方向の長さWYが短いことから、最も光制御要素が観察され易い光入射面12に近い領域Raの隠蔽性を高めることができる。y方向の長さWYが短いほど、同じ光学特性を得るために多くの反射凹部が必要になる。反射凹部が多ければ、上述した話と同様で、隣り合う反射凹部が近くなるため、反射凹部は観察者側から視認されにくくなる。   Further, since the reflection concave portion in the region where the distance from the light incident surface 12 of the light guide plate 10 is smaller, the length WY in the y direction is shorter, the concealment of the region Ra near the light incident surface 12 where the light control element is most easily observed. Can increase the sex. The shorter the length WY in the y direction, the more reflective recesses are required to obtain the same optical characteristics. If there are a large number of reflection recesses, similar to the above-described case, adjacent reflection recesses are close to each other, so that the reflection recesses are not easily seen from the viewer side.

一方、導光板10の光入射面12からの距離が大きい領域の反射凹部ほど、y方向の長さWYが長いことから、光の射出効率を高めることが出来る。y方向の長さWYの短い形状では、反射凹部に照射した光の一部は、y方向に拡散してしまうためである。y方向に広がった光は、図2に示す導光板10の光入射面12以外の側端面17から外部へ抜け出てしまい、光の損失が多くなる。   On the other hand, since the reflective recesses in the region where the distance from the light incident surface 12 of the light guide plate 10 is larger, the length WY in the y direction is longer, the light emission efficiency can be increased. This is because, in the shape having a short length WY in the y direction, a part of the light irradiated to the reflective recess is diffused in the y direction. The light spreading in the y direction escapes to the outside from the side end surface 17 other than the light incident surface 12 of the light guide plate 10 shown in FIG. 2, and the loss of light increases.

つまり、光制御要素の視認性が問題となる導光板10の光入射面12付近をy方向の長さWYの小さいドット形態の反射凹部にして隠蔽性を確保しつつ、導光板10の光入射面12から遠いほど、y方向長さWYを長くしたレンチ形状の反射凹部に近づけることで輝度向上を図っている。これにより、視認を防ぎつつ輝度の損失を抑えることができる。最も光入射面12から離れた位置ではy方向の長さWYが実質無限大、つまり、レンチ形状になっていても良い。   That is, the light incident surface 12 of the light guide plate 10 in which the visibility of the light control element is a problem is made a dot-shaped reflection concave portion having a small length WY in the y direction so as to ensure concealment and light incident on the light guide plate 10. The farther from the surface 12, the closer to the wrench-shaped reflective recess having a longer y-direction length WY, the brightness is improved. Thereby, loss of luminance can be suppressed while visual recognition is prevented. At the position farthest from the light incident surface 12, the length WY in the y direction may be substantially infinite, that is, a wrench shape.

また、導光板10の光入射面12に隣接した領域Raにおける反射凹部11aのy方向の長さWYを短くすることで、光源9近傍及び隣接する光源9間近傍とで生じる明暗、輝度の不均一性(ホットスポット)も解消することもできる。   In addition, by reducing the length WY in the y direction of the reflective recess 11a in the region Ra adjacent to the light incident surface 12 of the light guide plate 10, the brightness and darkness and the brightness that occur near the light source 9 and between the adjacent light sources 9 are reduced. Uniformity (hot spot) can also be eliminated.

図6及び図7に示すように、導光板10の光入射面12の極近傍に関しては、光源9付近と光源9間とで明暗が出やすくなる。それを防ぐには、光源9からの光を光入射面12近傍でy方向に十分に広げる必要がある。上述したように、y方向長さWYの短いドット形態の反射凹部にすることで、y方向の光をより広げることができる。その意味でも、光入射面12の近傍領域Raの反射凹部のy方向長さWYが短いドット形態の反射凹部であることが良いのである。また、光入射面12から離れるにつれて、y方向長さWYの長いドット形態の反射凹部にすることで、必要以上の光の広がりを防ぎ、輝度の低下を防ぐことができる。
ここで、図6は光制御要素11が配置されてない場合の光の広がりを示している。これに対して、図7は光制御要素11が配置されている場合の光の広がりを示している。また、導光板10の光入射面12から、光が十分に均一になっている位置までの距離x0は、図7の場合の方が小さい。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the vicinity of the light incident surface 12 of the light guide plate 10, light and darkness is likely to occur between the light source 9 and between the light sources 9. In order to prevent this, it is necessary to sufficiently spread the light from the light source 9 in the y direction in the vicinity of the light incident surface 12. As described above, the light in the y direction can be further expanded by forming the dot-shaped reflective concave portion having a short y direction length WY. In that sense as well, it is preferable that the reflective concave portion in the form of dots is a short Y-direction length WY of the reflective concave portion in the vicinity region Ra of the light incident surface 12. Further, as the distance from the light incident surface 12 is increased, the reflection concave portion in the form of a dot having a long y-direction length WY can prevent the spread of light more than necessary and prevent a decrease in luminance.
Here, FIG. 6 shows the spread of light when the light control element 11 is not arranged. On the other hand, FIG. 7 shows the spread of light when the light control element 11 is arranged. Further, the distance x0 from the light incident surface 12 of the light guide plate 10 to the position where the light is sufficiently uniform is smaller in the case of FIG.

以上のように、本発明の実施の形態によれば、導光板10の光入射面近傍において光制御要素11が視認されることを防ぎつつ、導光板として射出効率を高めることが出来る。また、導光板10の光入射面近傍における、輝度の不均一性(ホットスポット)も解消することが可能となる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to increase the emission efficiency as the light guide plate while preventing the light control element 11 from being visually recognized in the vicinity of the light incident surface of the light guide plate 10. In addition, it is possible to eliminate luminance non-uniformity (hot spot) in the vicinity of the light incident surface of the light guide plate 10.

なお、図1に示すように、光源9が導光板10の相対向する2つの端面に設けられた光入射面12に配置されている場合も同様である。その場合は、導光板10を光反射面14側から見た上面図は図8に示すようになる。また、光反射面14の各領域Ra、Rb、Rcに形成される反射凹部11a、11b、11cの形状及び配列形態も図8に示すようになる。すなわち、光入射面12から最も遠い位置にあたる導光板の中心部ほど、反射凹部のy方向長さWYが大きくなる。   As shown in FIG. 1, the same applies to the case where the light source 9 is disposed on the light incident surface 12 provided on the two opposite end surfaces of the light guide plate 10. In that case, a top view of the light guide plate 10 viewed from the light reflecting surface 14 side is as shown in FIG. In addition, the shapes and arrangement of the reflective recesses 11a, 11b, and 11c formed in the regions Ra, Rb, and Rc of the light reflecting surface 14 are as shown in FIG. That is, the y-direction length WY of the reflective concave portion increases as the central portion of the light guide plate is located farthest from the light incident surface 12.

また、図4では、導光板10の光反射面14を光入射面12と直交する方向に3つの領域Ra、Rb、Rcに分割した例を示しているが、当然分割数は3つである必要はない。好ましくは、数個から十数個であると良い。分割数が多いほど本発明の効果を得ることは可能である。ただし、この場合、光制御要素11の設計、作製の手間が多くかかることになる。   FIG. 4 shows an example in which the light reflecting surface 14 of the light guide plate 10 is divided into three regions Ra, Rb, and Rc in a direction orthogonal to the light incident surface 12, but naturally the number of divisions is three. There is no need. Preferably, the number is several to a dozen. As the number of divisions increases, the effect of the present invention can be obtained. However, in this case, it takes much time to design and manufacture the light control element 11.

反射凹部の深さHは、領域に依らず略一定であると良い。これにより、反射凹部の配列密度による導光板10の厚みズレの発生を抑制することができ、導光板の作製上の困難さを減らすことが出来る。この場合、反射凹部の深さHは、導光板10の厚みの0.5%〜3%の範囲内であることが望ましい。3%を超えてしまうと、輝度均一性の確保のために反射凹部の個数を減らす必要があり、ドット形状の反射凹部にしても隠蔽性が悪化してしまうためである。逆に、0.5%以下になってしまうと、導光板10の厚みに対する反射凹部の深さHの割合が小さくなりすぎたことで光が反射凹部に照射されにくくなり、射出効率が低下してしまう。ここでいう、略一定とは、各反射凹部の深さの差が各反射凹部の平均深さHの20%以内であることをさすものとする。   The depth H of the reflective recess is preferably substantially constant regardless of the region. Thereby, generation | occurrence | production of the thickness shift of the light-guide plate 10 by the arrangement | sequence density of a reflective recessed part can be suppressed, and the difficulty on manufacture of a light-guide plate can be reduced. In this case, the depth H of the reflective recess is preferably in the range of 0.5% to 3% of the thickness of the light guide plate 10. If it exceeds 3%, it is necessary to reduce the number of reflection recesses in order to ensure luminance uniformity, and the concealability deteriorates even if the dot-shaped reflection recesses. On the other hand, when the ratio is 0.5% or less, the ratio of the depth H of the reflective recess to the thickness of the light guide plate 10 becomes too small, so that it becomes difficult for the light to be irradiated to the reflective recess, and the emission efficiency decreases. End up. Here, “substantially constant” means that the difference in the depth of each reflecting recess is within 20% of the average depth H of each reflecting recess.

また、導光板10の光入射面12の延在方向に直交する方向(以下、x方向とする)に対する反射凹部のx方向の長さWXは、領域に依らず略一定であると良い。つまり、光入射面12から離れた領域の光制御要素11の形状は、入射面12付近の領域の光制御要素11の形状に対してy方向のみに伸長された形状であると良い。これにより、作成上の困難さを防ぐことが出来ると同時に、導光板10から射出される光の視野角特性などの光学特性の場所による変化を抑えることが出来る。つまり、有効範囲において均一な光学特性を得ることができる。   Further, the length WX in the x direction of the reflective recess with respect to the direction orthogonal to the extending direction of the light incident surface 12 of the light guide plate 10 (hereinafter referred to as the x direction) is preferably substantially constant regardless of the region. In other words, the shape of the light control element 11 in the region away from the light incident surface 12 is preferably a shape that extends only in the y direction with respect to the shape of the light control element 11 in the region near the light incident surface 12. Thereby, difficulty in production can be prevented, and at the same time, changes in optical characteristics such as viewing angle characteristics of light emitted from the light guide plate 10 can be suppressed. That is, uniform optical characteristics can be obtained in the effective range.

なお、上述したが、反射凹部のx,y方向の長さとは、図3で示すWX(WY)のように、各反射凹部の中心位置におけるx,y方向断面形状の存在する幅のことを示すものとする。また、略一定とは、上述の反射凹部の深さHの場合と同様に、各WX,WYの差がWX,WYの平均値の20%以内であることをさすものとする。   As described above, the length of the reflective recess in the x and y directions refers to the width of the cross-sectional shape in the x and y directions at the center position of each reflective recess as shown by WX (WY) shown in FIG. Shall be shown. Also, “substantially constant” means that the difference between WX and WY is within 20% of the average value of WX and WY, as in the case of the depth H of the reflective recess.

ここで、反射凹部のx方向の長さWXに対する深さHの割合を示すアスペクト比H/WXは、0.1〜0.4であるとなお良い。アスペクト比H/WXが変わると、導光板10から射出される光の配光分布が変化する。アスペクト比H/WXが高ければ光射出面13からの射出光はより正面方向に射出され、逆に低ければ射出光は正面方向に対して傾斜した斜め方向に射出される。しかし、アスペクト比H/WXが0.4よりも高いと、光射出面13側ではなく光反射面14から光が射出されてしまうという欠点が生じ、その結果、射出効率が低下してしまう。一方、アスペクト比H/WXが0.1よりも低いと、射出光が斜めになるだけでなく導光板10から射出されない光が増大するという問題が生じてしまう。この場合も、同様に射出効率は低下してしまう。   Here, the aspect ratio H / WX, which indicates the ratio of the depth H to the length WX in the x direction of the reflective recess, is preferably 0.1 to 0.4. When the aspect ratio H / WX changes, the light distribution of the light emitted from the light guide plate 10 changes. If the aspect ratio H / WX is high, the light emitted from the light exit surface 13 is emitted in the front direction. If the aspect ratio H / WX is low, the light exits in an oblique direction inclined with respect to the front direction. However, if the aspect ratio H / WX is higher than 0.4, there is a disadvantage that light is emitted from the light reflecting surface 14 instead of the light emitting surface 13 side, and as a result, the emission efficiency is lowered. On the other hand, when the aspect ratio H / WX is lower than 0.1, there arises a problem that not only the emitted light becomes oblique but also the light that is not emitted from the light guide plate 10 increases. In this case as well, the injection efficiency similarly decreases.

反射凹部の形状は、例えば、平面視楕円状を呈するドット形態のものであれば、どのようなものでも良い。
図9に、反射凹部11の形状が図3とは異なる一例を示す。例えば(a)に示すように、平面視輪郭が円形で円弧状の凹状曲面を有するドット形態の反射凹部11でも良いし、(b)に示すように、平面視輪郭が四角形で四角錐状の窪みを有するドット形態の反射凹部11でも良い。また、(c)に示すように、(a)に示す形状の反射凹部11の底部を平坦な面にカットした形状の反射凹部11や、(d)に示すように、(b)に示す形状の反射凹部11の底部を平坦な面にカットした形状の反射凹部11でも良い。また、(e)に示すように、平面視輪郭が四角形状で、かつ四角形状の平面視輪郭の各辺に接続された三角形状の各面が深さ方向に延在させつつ互いに内側へ湾曲させることで閉じられた湾曲底面を形成する形状の反射凹部11や、(f)に示すように、平面視輪郭が楕円形状で、かつ楕円形状の平面視輪郭に沿って接続された複数の凹部形成用の曲面を深さ方向に延在させつつ互いに内側へ湾曲させることで閉じられた湾曲底面を形成する形状の反射凹部11であっても良い。
The shape of the reflective concave portion may be any shape as long as it has a dot shape exhibiting an elliptical shape in plan view, for example.
FIG. 9 shows an example in which the shape of the reflective recess 11 is different from that in FIG. For example, as shown in (a), the planar view outline may be a dot-shaped reflection concave portion 11 having a circular arc-shaped concave curved surface, or as shown in (b), the plan view outline may be a quadrangular pyramid shape. It may be a dot-shaped reflective recess 11 having a depression. Moreover, as shown in (c), the shape of the reflection recess 11 having a shape obtained by cutting the bottom of the reflection recess 11 having the shape shown in (a) into a flat surface, or the shape shown in (b) as shown in (d). The reflective concave portion 11 having a shape obtained by cutting the bottom of the reflective concave portion 11 into a flat surface may be used. As shown in (e), the plan view contour is quadrangular, and each triangular surface connected to each side of the quadrangular plan view contour extends in the depth direction and curves inward from each other. A reflective recess 11 having a shape that forms a curved bottom surface that is closed by a plurality of recesses, and a plurality of recesses that are elliptical in plan view and connected along the elliptical plan view contour as shown in FIG. The reflective concave portion 11 having a shape that forms a closed curved bottom surface by bending the forming curved surface inward while extending in the depth direction may be used.

また、導光板10の光入射面12から離れた領域の反射凹部11としては、図10(a)に示すように、平面視輪郭が楕円形状を呈する反射凹部11の深さ方向の形状が楕円体をその長軸と平行する面でカットした円弧状の曲面を有する形状のもの、または図10(b)に示すように、平面視輪郭が楕円形状を呈する反射凹部11の深さ方向の形状が船底状の底面を形成する構造のものでも良い。特に、図10(b)に示す形状の反射凹部11の方が、輝度向上という目的に適している。
なお、反射凹部の平面視輪郭は、上記図10に示す形状のものに限定されず、例えば、平面視輪郭が直線と曲線とをつなぎ合わせてなる不定形な形状のものであっても良い。
Moreover, as the reflective recessed part 11 of the area | region away from the light-incidence surface 12 of the light-guide plate 10, as shown to Fig.10 (a), the shape of the depth direction of the reflective recessed part 11 whose planar view outline exhibits an elliptical shape is an ellipse. A shape having an arcuate curved surface obtained by cutting the body along a plane parallel to the major axis, or a shape in the depth direction of the reflective recess 11 having a plan view outline having an elliptical shape as shown in FIG. May have a structure that forms a bottom like a ship bottom. In particular, the reflective recess 11 having the shape shown in FIG. 10B is suitable for the purpose of improving the luminance.
In addition, the planar view outline of the reflective recess is not limited to the shape shown in FIG. 10, and for example, the planar view outline may be an indefinite shape formed by connecting a straight line and a curved line.

また、反射凹部11が領域の単位面積内に存在する個数を表す反射凹部の配列密度Sは、同一の領域内においては、光入射面12からの距離xに応じて単調に増大すると良い。光入射面12に近い部分では導光板10内を伝播する光量が多いため、反射凹部の配列密度Sを小さく設定し、光入射面12から遠い部分では導光板10内を伝播する光量が少ないため、反射凹部の配列密度Sを大きく設定した。これによって、領域内を均一に明るくすることができる。ここで、反射凹部の配列密度Sの算出の範囲は、反射凹部11が数個入る程度の範囲とする。   In addition, the arrangement density S of the reflection recesses, which represents the number of the reflection recesses 11 existing in the unit area of the region, is preferably increased monotonously according to the distance x from the light incident surface 12 in the same region. Since the amount of light propagating in the light guide plate 10 is large in the portion close to the light incident surface 12, the arrangement density S of the reflective recesses is set small, and the amount of light propagating in the light guide plate 10 is small in the portion far from the light incident surface 12. The arrangement density S of the reflective recesses was set large. This makes it possible to uniformly brighten the area. Here, the range of calculation of the arrangement density S of the reflective concave portions is set to a range in which several reflective concave portions 11 are included.

さらに、この場合、同一領域内のy方向における反射凹部の配列ピッチは略一定であり、x方向における配列ピッチは光入射面12から離れるほど連続的に小さくなるように変化すると良い。また、反射凹部を列状に並べた配置し、y方向の配列ピッチを略一定にしたまま反射凹部の配列密度Sを変更することができる。これに伴い、導光板の作製上の困難さを防ぐことが出来る。また、配列ピッチが略一定なので、局所的に反射凹部が密集し、輝点となることもない。   Further, in this case, the arrangement pitch of the reflective recesses in the y direction in the same region is substantially constant, and the arrangement pitch in the x direction is preferably changed so as to continuously decrease as the distance from the light incident surface 12 increases. In addition, it is possible to change the arrangement density S of the reflection recesses while arranging the reflection recesses in a line and keeping the arrangement pitch in the y direction substantially constant. Along with this, it is possible to prevent difficulty in manufacturing the light guide plate. In addition, since the arrangement pitch is substantially constant, the reflective concave portions are concentrated locally and do not become bright spots.

反射凹部のx−y方向の配列パターンについて、図4、図5、図7及び図8では、反射凹部のy方向の列を配列ピッチPyの1/2ずつy方向に交互にずらしてx方向に配列させているが、反射凹部の配列パターンはこれに限定されものではない。
例えば、図11(b)に示すように、反射凹部11をy方向にずらすことなく整列させて配列させてもよい。或いは、図11(c)に示すように、反射凹部11をy方向に少しづつずらして配列させてもよい。また図11(d)に示すように、反射凹部11のy方向のずれをランダムに設定してもよい。むしろ、導光板10の光射出面13側に設置される他のレンズや光学シート8のことを考慮に入れると、y方向に配列された反射凹部11について隣の反射凹部11とのずれがランダムになっている方がモアレを生じることがないために好ましい。
4, 5, 7, and 8, the rows of the reflective recesses in the y direction are alternately shifted in the y direction by ½ of the array pitch Py in the x direction. However, the arrangement pattern of the reflective recesses is not limited to this.
For example, as shown in FIG. 11B, the reflective recesses 11 may be aligned and arranged without shifting in the y direction. Alternatively, as shown in FIG. 11C, the reflective recesses 11 may be arranged slightly shifted in the y direction. Further, as shown in FIG. 11 (d), the deviation in the y direction of the reflective recess 11 may be set at random. Rather, taking into account other lenses and the optical sheet 8 installed on the light exit surface 13 side of the light guide plate 10, the deviation of the reflective concave portion 11 arranged in the y direction from the adjacent reflective concave portion 11 is random. It is preferable that it is so that moire does not occur.

また、反射凹部の配列ピッチにおける略一定も上述の場合と同様に、ピッチの差がピッチの平均値の20%以内であることをさすものとする。ただし、ここでいう配列ピッチとは、列状に並んだ反射凹部11の周囲3個の距離の平均値を配列ピッチと定義することとする。   Also, the substantially constant arrangement pitch of the reflective recesses means that the difference in pitch is within 20% of the average value of the pitch, as in the case described above. However, the arrangement pitch here refers to the average value of the three distances around the reflective recesses 11 arranged in a row as the arrangement pitch.

また、領域間の境界においては、反射凹部11の配列のパターンは変化する。反射凹部の配列密度Sは不連続に変化し、領域境界近傍の光入射面12に近い領域に比べ、遠い領域における反射凹部の配列密度Sは小さくなる。図4に示す例をもとに、反射凹部の配列密度Sと位置xの関係を表したグラフを図12に示す。
このグラフにおいて、光入射面12から遠い領域の反射凹部11ほど、y方向の長さWYは長く、1つの反射凹部の光の取り出し効果は高い。そのため、輝度を均一にするために反射凹部の配列密度Sは小さくなる必要がある。また、領域境界において、形状は不連続に変化するため、反射凹部の配列密度Sも不連続に変化する。ここで、反射凹部11一つの光取り出し効率ηを規定すると、領域境界近傍においては、η×Sは一定になるように、反射凹部11を配置する必要がある。
Further, the arrangement pattern of the reflective recesses 11 changes at the boundary between the regions. The arrangement density S of the reflection concave portions changes discontinuously, and the arrangement density S of the reflection concave portions in the far region is smaller than the region near the light incident surface 12 near the region boundary. Based on the example shown in FIG. 4, a graph showing the relationship between the arrangement density S of the reflective recesses and the position x is shown in FIG.
In this graph, the reflection recess 11 in a region farther from the light incident surface 12 has a longer length WY in the y direction and a higher light extraction effect in one reflection recess. Therefore, in order to make the luminance uniform, the arrangement density S of the reflective recesses needs to be small. Further, since the shape changes discontinuously at the region boundary, the arrangement density S of the reflective recesses also changes discontinuously. Here, when the light extraction efficiency η of one reflection recess 11 is defined, it is necessary to arrange the reflection recess 11 so that η × S is constant in the vicinity of the region boundary.

反射凹部11は、光反射面14の内側に対して凹んでいるとなお良い。凹形状であることで、光を効率よく射出することができるためである。
図13(a)は、光制御要素を凹状の反射凹部11として賦形した場合を示し、図13(b)は光制御要素を凸状の反射部112に賦形した場合を示している。また、図中のαは、反射凹部11に照射される光の幅を示し、図中のβは、凸状の反射部112に照射される光の幅を示している。この図13から明らかなように、反射凹部11に照射される光の幅αは、凸状の反射部112に照射される光の幅βよりも大きい。つまり、反射凹部11の方が、光は照射されやすくなり、かつ射出効率は高くなる。
It is further preferable that the reflective recess 11 is recessed with respect to the inner side of the light reflecting surface 14. This is because the concave shape allows light to be efficiently emitted.
FIG. 13A shows a case where the light control element is shaped as a concave reflection concave portion 11, and FIG. 13B shows a case where the light control element is shaped into a convex reflection portion 112. Further, α in the figure indicates the width of light irradiated on the reflective concave portion 11, and β in the figure indicates the width of light irradiated on the convex reflective portion 112. As is clear from FIG. 13, the width α of the light applied to the reflective concave portion 11 is larger than the width β of the light applied to the convex reflective portion 112. That is, the reflective recess 11 is more easily irradiated with light and has higher emission efficiency.

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更可能である。以下、本発明の変形例について説明するが、上述した実施の形態による照明ユニット3及び表示装置1と同一または同様な構成要素や部分等には同一の符号を付して説明する。
例えば、導光板10における光入射面12に光取り込み構造物が賦形されていたり、ランダムな構造物が賦形されていても、本発明の効果を得ることができる。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. Hereinafter, although the modification of this invention is demonstrated, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated to the component or part etc. which are the same as that of the illumination unit 3 by the embodiment mentioned above, and the display apparatus 1, and are the same.
For example, the effect of the present invention can be obtained even if a light capturing structure is formed on the light incident surface 12 of the light guide plate 10 or a random structure is formed.

また、図14に示すように、導光板10の光射出面13には、光入射面12の延在方向と直交するx方向に延在する複数のレンチキュラーレンズ16が、それらの長手方向を平行させ互いに隣接して光入射面12の延在方向に並べられて配列されている。これにより、導光板10に入射した光が光射出面13から射出される際、光入射面12の延在方向(y方向)に拡散することを防ぐことができる。   As shown in FIG. 14, a plurality of lenticular lenses 16 extending in the x direction perpendicular to the extending direction of the light incident surface 12 are parallel to the light emitting surface 13 of the light guide plate 10 in the longitudinal direction. The light incident surfaces 12 are arranged adjacent to each other in the extending direction. Thereby, when the light incident on the light guide plate 10 is emitted from the light exit surface 13, it can be prevented from diffusing in the extending direction (y direction) of the light entrance surface 12.

導光板10の光入射面12にレンチキュラーレンズ16を配列させることで得られる上述したy方向への光の広がりを抑える効果(以降、光閉じ込め効果)は、反射凹部11がx−y方向の二次元方向に配列構成を持つドット形態であることから、より高い効果を得ることができる。また、導光板10を伝播する光はx方向に進む途中で反射凹部11によりy方向に広げられてしまうが、導光板10の光射出面13にレンチキュラーレンズ16が配列されていると、光閉じ込め効果があるため、y方向への拡散効果を抑えることができる。   The effect of suppressing the spread of light in the y direction described above (hereinafter referred to as light confinement effect) obtained by arranging the lenticular lenses 16 on the light incident surface 12 of the light guide plate 10 is that the reflective recess 11 has two in the xy direction. Since the dot form has an array configuration in the dimensional direction, a higher effect can be obtained. In addition, the light propagating through the light guide plate 10 is spread in the y direction by the reflecting concave portion 11 while traveling in the x direction. However, when the lenticular lens 16 is arranged on the light exit surface 13 of the light guide plate 10, the light is confined. Since there is an effect, the diffusion effect in the y direction can be suppressed.

この技術を応用することで、照明ユニット3の画面を部分的に明るくしたり暗くしたりするローカルディミングが可能となる。また、これを利用して、順番に明るさを変化させるスキャニングもできるようになる。さらに、光入射面12の延在方向に対して視野角分布を集光することができるため、輝度を向上させることもできる。
なお、照明ユニット3には光学シート8が配置されていなくてもよい。
By applying this technique, local dimming that partially brightens or darkens the screen of the lighting unit 3 is possible. In addition, by using this, it is possible to perform scanning in which the brightness is changed in order. Furthermore, since the viewing angle distribution can be collected with respect to the extending direction of the light incident surface 12, the luminance can be improved.
Note that the optical sheet 8 may not be disposed in the illumination unit 3.

以上、本発明の実施形態による照明ユニット3及びこれを備えた表示装置1について説明したが、照明ユニット3は表示装置1のみに適用されるものではない。以下、本発明の実施例について詳細に説明する。だだし、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではないことはいうまでもない。   The lighting unit 3 and the display device 1 including the lighting unit 3 according to the embodiment of the present invention have been described above. However, the lighting unit 3 is not applied only to the display device 1. Examples of the present invention will be described in detail below. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the following examples.

次に、本発明の実施例と比較例について説明する。
(実施例1、2)
実施例1、2の試験で用いる導光板10は長方形平板状のアクリル製のものを用い、長さLを200mm、厚みを600μmとした。導光板10の光反射面14に、図3に示すような複数の平面視楕円形状を呈する反射凹部11を二次元方向に配列することで光制御要素を構成した。反射凹部11の深さH、そのx方向の長さWX、y方向の長さWYを図15の表に示すように設定した。
(比較例1、2、3)
また、比較例1、2、3としては、領域が一つ、つまり、全域に1種類の反射凹部が配置されているものを用意した。y方向長さWYをそれぞれ、90μm、50μm、270μmとしている以外は同じである。
Next, examples and comparative examples of the present invention will be described.
(Examples 1 and 2)
The light guide plate 10 used in the tests of Examples 1 and 2 was a rectangular flat plate made of acrylic, and had a length L of 200 mm and a thickness of 600 μm. A light control element is configured by arranging, in a two-dimensional direction, reflection concave portions 11 having a plurality of elliptical shapes in plan view as shown in FIG. 3 on the light reflection surface 14 of the light guide plate 10. The depth H of the reflective recess 11, the length WX in the x direction, and the length WY in the y direction were set as shown in the table of FIG.
(Comparative Examples 1, 2, 3)
Moreover, as Comparative Examples 1, 2, and 3, one region was prepared, that is, one in which one type of reflective concave portion was arranged in the entire region. It is the same except that the y-direction length WY is 90 μm, 50 μm, and 270 μm, respectively.

表示装置を構成する各要素の配置は、以降の比較例・実施例含めて全て、それぞれの条件で、画面全体の輝度が均一になるように設定してある。また、比較例4として、5つの領域に分け、光源側から、領域1,2,3,4,5として、それぞれWY(μm)=270,220,170,130,90とした。実施例1として、5つの領域に分け、光源側から、それぞれWY(μm)=90,130,170,220,270とし、実施例2として、3つの領域に分け、光源側から、それぞれWY(μm)=90,150,270とした。
照明ユニット3は、方形状導光板10の1辺の端面を光入射面12とし、これに対面させる光源9として白色LEDを用いた。導光板10の光反射面14と対向する裏面側には反射シート15を配設し、導光板10の光射出面13と対向する光出射側には光学シート8としてマイクロレンズシート18を配置した。
The arrangement of each element constituting the display device is set so that the luminance of the entire screen is uniform under the respective conditions, including the following comparative examples and examples. Further, as Comparative Example 4, it was divided into five regions, and from the light source side, regions 1, 2, 3, 4, and 5 were set to WY (μm) = 270, 220, 170, 130, and 90, respectively. As Example 1, it is divided into five areas and WY (μm) = 90, 130, 170, 220, and 270, respectively, from the light source side. As Example 2, it is divided into three areas and WY ( μm) = 90, 150, 270.
The illumination unit 3 used the white LED as the light source 9 facing the end surface of one side of the rectangular light guide plate 10 as the light incident surface 12. A reflection sheet 15 is disposed on the back surface side of the light guide plate 10 facing the light reflection surface 14, and a microlens sheet 18 is disposed as the optical sheet 8 on the light emission side facing the light emission surface 13 of the light guide plate 10. .

これら実施例、比較例において、照明ユニット3の画面正面輝度、外観(光制御要素の視認性、及び、ホットスポット)の確認を行った。画面正面輝度はトプコン製の分光放射輝度計SR−3Aにて測定し、概観の確認は目視で評価を行った。
実施例1,2、比較例1,2,3の評価結果も図15に示す。正面輝度は比較例1の結果を1.00とし、それ以外の比較例・実施例はそれに対する比を載せている。光制御要素の視認性は、光制御要素が明るく見えるものを×、見えないものを○とした。ホットスポットは、光入射面から5mm離れた位置で、光源近傍と隣り合う光源間とで明暗が見えたものを×、見えないものを○とした。総合判断として、正面輝度が1.00を越えており、光制御要素の視認性・ホットスポットがともに○のものを○とし、一つでも×もしくは1.00以下となるものは×とした。
In these examples and comparative examples, the screen front brightness and appearance (visibility of light control elements and hot spots) of the lighting unit 3 were confirmed. The front brightness of the screen was measured with a spectral radiance meter SR-3A manufactured by Topcon, and the appearance was confirmed visually.
The evaluation results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2, and 3 are also shown in FIG. As for the front luminance, the result of Comparative Example 1 is set to 1.00, and other Comparative Examples and Examples have ratios to that. Regarding the visibility of the light control element, “X” indicates that the light control element appears bright, and “◯” indicates that the light control element cannot be seen. The hot spot was evaluated as “x” when the brightness was visible between the vicinity of the light source and between the adjacent light sources at a position 5 mm away from the light incident surface, and “◯” when it was not visible. As a comprehensive judgment, the front luminance exceeded 1.00, the visibility and hot spot of the light control element were both “good”, and at least one was “x” or less than “1.00” was “poor”.

実施例1,2の正面輝度は1.03,1.02であり、輝度を向上させることが出来ていることがわかる。また、そのときの光制御要素の視認性、ホットスポットは、どちらも問題ない(見えない)ことが分かった。これに対して、比較例2は、光制御要素の視認性・ホットスポットは問題ないが、正面輝度が0.97と低くなっており、比較例3,4は、正面輝度は1.04,1.03と向上しているが、光制御要素の視認性・ホットスポットが×であった。   The front luminances of Examples 1 and 2 are 1.03 and 1.02, indicating that the luminance can be improved. It was also found that the visibility and hot spot of the light control element at that time had no problem (not visible). On the other hand, in Comparative Example 2, there is no problem in the visibility and hot spot of the light control element, but the front luminance is as low as 0.97. In Comparative Examples 3 and 4, the front luminance is 1.04. Although it improved with 1.03, the visibility and hot spot of the light control element were x.

(実施例3〜6)
実施例3では、実施例1と同様に、5つの領域に分けられ各領域での反射凹部の形状が実施例1と同じであり、同一の領域内では、光入射面12の延在方向(y方向)における反射凹部11の配列ピッチPyを略一定にし、光入射面12の延在方向に直交する方向(x方向)における反射凹部11の配列ピッチPxを光入射面12から離れるほど連続的に小さくなるように変化させた導光板を用意した。また、隣り合う領域間の境界において、反射凹部の配列密度Sは不連続に変化し、領域境界近傍の光入射面12に近い領域に比べ、遠い領域の反射凹部の配列密度Sを小さくした。ここで、反射凹部の配列密度Sとは、反射凹部11が領域内で単位面積内に存在する個数を表すものとする。
(Examples 3 to 6)
In the third embodiment, as in the first embodiment, the shape of the reflective recess in each region is the same as that in the first embodiment. In the same region, the extending direction of the light incident surface 12 ( The arrangement pitch Py of the reflection concave portions 11 in the y direction) is made substantially constant, and the arrangement pitch Px of the reflection concave portions 11 in the direction orthogonal to the extending direction of the light incident surface 12 (x direction) becomes continuous as the distance from the light incident surface 12 increases. A light guide plate changed so as to be small was prepared. In addition, the arrangement density S of the reflection concave portions changes discontinuously at the boundary between the adjacent regions, and the arrangement density S of the reflection concave portions in the far region is smaller than that in the region near the light incident surface 12 near the region boundary. Here, the arrangement density S of the reflective concave portions represents the number of the reflective concave portions 11 existing in the unit area in the region.

実施例4として、同一領域内での反射凹部の配列ピッチPyを略一定としていない以外は実施例3と同じ導光板10を用意した。ここで、配列ピッチとは列状に並んだ反射凹部11の周囲3個の距離の平均値を配列ピッチと定義し、略一定とは、ピッチの差がピッチの平均値の20%以内であることをさすものとする。実施例5として、同一領域内での反射凹部の配列ピッチPxを一定とした範囲を設定したこと以外は実施例3と同じにした導光板10を用意した。さらに、実施例6として、隣り合う領域間の境界において、反射凹部の配列密度Sを連続的に変化させたこと以外は実施例3と同じ導光板10を用意した。   As Example 4, the same light guide plate 10 as Example 3 was prepared except that the arrangement pitch Py of the reflective recesses in the same region was not substantially constant. Here, the array pitch defines an average value of three distances around the reflective recesses 11 arranged in a row as an array pitch, and substantially constant means that the pitch difference is within 20% of the average pitch value. I shall refer to it. As Example 5, a light guide plate 10 that was the same as Example 3 was prepared except that a range in which the arrangement pitch Px of the reflective recesses in the same region was made constant was set. Furthermore, as Example 6, the same light guide plate 10 as Example 3 was prepared except that the arrangement density S of the reflective recesses was continuously changed at the boundary between adjacent regions.

実施例1,2と同様に、照明ユニット3は、方形状導光板10の1辺の端面を光入射面12とし、これに対面させる光源9として白色LEDを用いた。導光板10の光反射面14と対向する裏面側には反射シート15を配設し、導光板10の光射出面13と対向する光出射側には光学シート8としてマイクロレンズシート18を配置した。   As in the first and second embodiments, the lighting unit 3 uses the end surface of one side of the rectangular light guide plate 10 as the light incident surface 12 and uses a white LED as the light source 9 facing the light incident surface 12. A reflection sheet 15 is disposed on the back surface side of the light guide plate 10 facing the light reflection surface 14, and a microlens sheet 18 is disposed as the optical sheet 8 on the light emission side facing the light emission surface 13 of the light guide plate 10. .

これら実施例3〜6において、照明ユニット3を目視により、輝度の均一性についての評価を行った。ここでの均一性とは、有効範囲全域にわたる均一性、及び輝点となるような局所的な不均一性も含んでいる。   In these Examples 3-6, the illumination unit 3 was visually evaluated for luminance uniformity. Here, the uniformity includes uniformity over the entire effective range and local non-uniformity that becomes a bright spot.

目視評価の結果、実施例3は輝度は均一であることが観察された。一方、実施例4は局所的に、反射凹部11が密になる部分や疎になる部分が存在し、その部分が明暗点となり、実施例3と比較すると輝度の均一性が低下した。実施例5は配列ピッチPxを一定とした範囲の輝度分布が帯状に暗くなり、実施例3と比較すると輝度の均一性が低下した。実施例6は領域間で輝度が異なり、輝度分布が段差のようになり、実施例3と比較すると輝度の均一性が低下した。   As a result of visual evaluation, it was observed that Example 3 had uniform brightness. On the other hand, in Example 4, there were locally a portion where the reflective concave portion 11 was dense or a portion where it was sparse, and that portion became a bright and dark point, and the uniformity of luminance was lower than that in Example 3. In Example 5, the luminance distribution in a range in which the arrangement pitch Px was constant became dark in a band shape, and the uniformity of luminance was lower than that in Example 3. In Example 6, the luminance was different between the regions, the luminance distribution was like a step, and the luminance uniformity was lower than that in Example 3.

1…表示装置
2…画像表示パネル
3…照明ユニット
4,5…偏光板
6…画像表示素子
7…面光源部
8…光学シート
9…光源
10…導光板
11A,11B,11C…光制御要素
11,11a,11b,11c…反射凹部
12…光入射面
13…光射出面
14…光反射面
15…反射シート
16…レンチキュラーレンズ
17…側端面
Ra,Rb,Rc…領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Display apparatus 2 ... Image display panel 3 ... Illumination unit 4,5 ... Polarizing plate 6 ... Image display element 7 ... Surface light source part 8 ... Optical sheet 9 ... Light source 10 ... Light guide plate 11A, 11B, 11C ... Light control element 11 , 11a, 11b, 11c ... reflective recess 12 ... light incident surface 13 ... light exit surface 14 ... light reflective surface 15 ... reflective sheet 16 ... lenticular lens 17 ... side end surface Ra, Rb, Rc ... region

Claims (8)

厚さ方向の一方の面を光射出面とし、厚さ方向の他方の面を光反射面とし、かつ前記光射出面の縁部と前記光反射面の縁部とを接続する端面の少なくとも一部を光入射面とする導光板と、
前記光入射面に対向して配置された光源とを備える照明ユニットであって、
前記光反射面は、前記光入射面から離間する方向に複数の領域に分割され、
前記複数の各領域には、前記光源から前記光入射面を透して入射された光を前記光射出面側へ偏向する光制御要素が形成されており、
前記各領域の前記光制御要素は、それぞれの前記領域の表面に沿い二次元方向に配列された複数の反射凹部からなり、
前記各領域の各反射凹部は、輪郭が楕円もしくは方形または不定形の平面視形状を呈しており、
前記各領域における前記各反射凹部の前記縦幅が、前記光入射面に隣接する領域から前記光入射面に対する離間距離が大きくなる領域に至るにつれ増大し、かつ前記反射凹部の平面視形状の面積が増大するように構成され、
さらに前記各領域の表面積に対して、平面視した際の当該領域内の全反射凹部の総面積の割合が、前記光入射面に隣接する領域から前記光入射面に対する離間距離が大きくなる領域に至るにつれて増大するように構成されている、
ことを特徴とする照明ユニット。
One surface in the thickness direction is a light emitting surface, the other surface in the thickness direction is a light reflecting surface, and at least one of the end surfaces connecting the edge of the light emitting surface and the edge of the light reflecting surface A light guide plate having a light incident surface as a part,
An illumination unit comprising a light source disposed facing the light incident surface,
The light reflecting surface is divided into a plurality of regions in a direction away from the light incident surface,
Each of the plurality of regions is formed with a light control element that deflects light incident from the light source through the light incident surface toward the light exit surface,
The light control element of each region comprises a plurality of reflective recesses arranged in a two-dimensional direction along the surface of each region.
Each of the reflective recesses in each of the regions has an elliptical or rectangular or irregular shape in plan view,
The vertical width of each reflective recess in each region increases as the distance from the region adjacent to the light incident surface increases to the region where the distance from the light incident surface increases, and the area of the reflective recess in plan view shape Is configured to increase,
Further, the ratio of the total area of the total reflection recesses in the region when viewed in plan with respect to the surface area of each region is a region in which the separation distance from the region adjacent to the light incident surface to the light incident surface is increased. Configured to increase over time,
A lighting unit characterized by that.
前記各領域内の前記各反射凹部は、各領域毎に前記光入射面から離れるにつれて前記光入射面と直交する方向の前記反射凹部の配列ピッチが減少するように配列されていることを特徴とする請求項1記載の照明ユニット。   The reflective recesses in the regions are arranged so that the arrangement pitch of the reflective recesses in the direction orthogonal to the light incident surface decreases with increasing distance from the light incident surface for each region. The lighting unit according to claim 1. 前記各領域内の前記各反射凹部は、各領域毎に前記光入射面と平行な方向に異なる一定の配列ピッチで配列されていることを特徴とする請求項1または2記載の照明ユニット。   3. The illumination unit according to claim 1, wherein the reflection recesses in the regions are arranged at a constant arrangement pitch that is different in a direction parallel to the light incident surface for each region. 前記各領域内の前記各反射凹部の横幅は全て同一であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の照明ユニット。   The lighting unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the horizontal widths of the reflective recesses in the regions are the same. 前記各領域内の前記各反射凹部の深さは全て同一であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の照明ユニット。   5. The illumination unit according to claim 1, wherein the depths of the reflection recesses in the regions are the same. 前記光射出面に、前記光入射面と直交する方向に延在する複数のレンチキュラーレンズが、それらの長手方向を平行させ互いに隣接して前記光入射面の延在方向に並べられて配置されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の照明ユニット。   A plurality of lenticular lenses extending in a direction perpendicular to the light incident surface are arranged on the light emitting surface so that their longitudinal directions are parallel to each other and arranged in the extending direction of the light incident surface. The lighting unit according to any one of claims 1 to 5, wherein 請求項1〜6の何れか一項に記載の照明ユニットと、
前記照明ユニットの光出射側に配置され、表示画像を規定する画像表示素子とを備える、
ことを特徴とする表示装置。
The lighting unit according to any one of claims 1 to 6,
An image display element disposed on the light exit side of the illumination unit and defining a display image;
A display device characterized by that.
前記画像表示素子が、画素単位での透過/遮光により画像を表示することを特徴とする請求項7記載の表示装置。   The display device according to claim 7, wherein the image display element displays an image by transmission / shielding in pixel units.
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