JP2002124116A - Flat light source device, and a liquid crystal display device using the same - Google Patents
Flat light source device, and a liquid crystal display device using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は面光源装置及びこれ
を用いた液晶ディスプレイ装置に関し、更に詳細には照
明光学系に特に好適に用いられる新規な光反射シートを
用いた面光源装置及びこの面光源装置をバックライト光
学系として用いた液晶ディスプレイ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface light source device and a liquid crystal display device using the same, and more particularly, to a surface light source device using a novel light reflection sheet particularly suitably used for an illumination optical system, and a surface light source device using the same. The present invention relates to a liquid crystal display device using a light source device as a backlight optical system.
【0002】[0002]
【従来の技術】近時、パーソナルコンピュータ向けモニ
ターや薄型TV等の表示装置として透過型の液晶表示
(ディスプレイ)装置が多用されており、このような液
晶表示装置では、通常、液晶素子の背面に面状の照明装
置即ちバックライト(面光源装置)が配設されている。
この面光源装置は、例えば冷陰極放電管等の線状光源を
面状の光に変換する機構とされている。2. Description of the Related Art In recent years, transmissive liquid crystal displays (displays) have been frequently used as monitors for personal computers and display devices such as thin TVs. A planar illumination device, that is, a backlight (surface light source device) is provided.
This surface light source device is a mechanism for converting a linear light source such as a cold cathode discharge tube into planar light.
【0003】具体的には、液晶素子の背面直下に光源を
配設する方法や、側面に光源を設置し、アクリル板等の
透光性の導光体を用いて面状に光を変換して面光源を得
る方法(サイドライト方式)が代表的であり、光出射面
にはプリズムアレー等からなる光学素子を配設して所望
の光学特性を得る機構とされている。[0003] Specifically, a method of arranging a light source immediately below the back surface of a liquid crystal element or a method of installing a light source on a side surface and converting the light into a planar shape using a translucent light guide such as an acrylic plate. A typical method is to obtain a surface light source (side light method), and a mechanism for obtaining desired optical characteristics by disposing an optical element such as a prism array on the light emitting surface.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の透過型液晶ディスプレイ装置は、構造が依然とし
て複雑であるという問題があった。その理由は、特に面
光源装置において所望の光学特性を得ることのできる適
切な光制御部材がないために当該面光源装置の構造を複
雑化せざるを得ず、その結果コストが高くなる等、この
種の液晶ディスプレイ装置の普及の妨げになっている。However, these conventional transmission type liquid crystal display devices have a problem that the structure is still complicated. The reason is that the structure of the surface light source device has to be complicated particularly because there is no appropriate light control member capable of obtaining desired optical characteristics in the surface light source device. This hinders the spread of this type of liquid crystal display device.
【0005】一例として、例えば透過型液晶ディスプレ
イ装置のバックライト光学系として用いる面光源装置で
は、面光源装置からの照明光を可能な限り有効に利用す
るためプリズムシート等の光学シート類を多用してい
た。そのため、照明光学系の構造が複雑となり、その結
果組立て性が悪く、しかも歩留まりも低いことから、高
コスト化を招いていた。For example, in a surface light source device used as a backlight optical system of a transmission type liquid crystal display device, for example, optical sheets such as a prism sheet are frequently used in order to use illumination light from the surface light source device as effectively as possible. I was Therefore, the structure of the illumination optical system is complicated, and as a result, the assemblability is poor and the yield is low, resulting in an increase in cost.
【0006】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、新規な照明光学系を提供
することによって照明光の有効利用を図りながら、しか
も構造が簡単で且つ組立て性に優れた安価な面光源装置
及びこの面光源装置をバックライト光学系として用いる
液晶ディスプレイ装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems. By providing a novel illumination optical system, the illumination light can be effectively used, and the structure is simple and the assembly is easy. An object of the present invention is to provide an inexpensive surface light source device having excellent performance and a liquid crystal display device using the surface light source device as a backlight optical system.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は面光源装置であ
り、前述した技術的課題を解決するために以下のように
構成されている。すなわち、本発明の面光源装置は、一
表面を光出射面とする導光体と、この導光体に設けられ
た光取り出し機構と、導光体の側端部に配設された光源
と、導光体の光出射面と対向する面側に配置された光反
射シートとを含み、光取り出し機構は、導光体の光出射
面と対向する面側に設けられた多数の凸状突起を配置し
てなるパターンで形成され、光反射シートは、その表面
に多数の基本ユニットをピッチ5000μm以下にて配
列して形成され、更に各基本ユニットが傾斜した反射面
で形成されていることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a surface light source device, and is configured as follows to solve the above-mentioned technical problem. That is, the surface light source device of the present invention includes a light guide having one surface as a light exit surface, a light extraction mechanism provided in the light guide, and a light source provided at a side end of the light guide. A light-reflecting sheet disposed on the surface of the light guide opposite to the light exit surface, and the light extraction mechanism includes a plurality of convex protrusions provided on the surface of the light guide opposite to the light exit surface. The light reflecting sheet is formed by arranging a large number of basic units on the surface thereof at a pitch of 5000 μm or less, and furthermore, each basic unit is formed by an inclined reflecting surface. Features.
【0008】<本発明における具体的構成>本発明の面
光源装置は、前述した必須の構成要素からなるが、その
構成要素が具体的に以下のような場合であっても成立す
る。その具体的構成要素とは、多数の基本ユニットを形
成する各反射面が相互に平行で且つ直線状に形成され、
且つ前記各基本ユニットはピッチ3000μm以下で配
列され、更に傾斜面の傾斜角度が導光体より光反射シー
トの方向に出射した光線を導光体の法線方向に反射する
角度とされていることを特徴とする。<Specific Configuration in the Present Invention> The surface light source device of the present invention is composed of the above-mentioned essential components, but is established even when the components are specifically as follows. The specific component is that each reflecting surface forming a number of basic units is formed in parallel with each other and linearly,
The basic units are arranged at a pitch of 3000 μm or less, and the inclination angle of the inclined surface is set to an angle at which the light emitted from the light guide in the direction of the light reflecting sheet is reflected in the normal direction of the light guide. It is characterized by.
【0009】また、本発明の面光源装置では、基本ユニ
ットを形成する傾斜した反射面の断面形状が凹状である
ことを特徴とし、その場合凹状の反射面の断面形状は直
線の組み合わせによって構成されていることが好まし
い。更に、本発明の面光源装置では、基本ユニットを形
成する反射面として最大径3000μm以下なる凹面鏡
状の反射面が用いられ、且つ反射面の傾斜角度は導光体
より光反射シートの方向に出射した光線を導光体の法線
方向に反射する角度とされていることを特徴とする。The surface light source device of the present invention is characterized in that the cross-sectional shape of the inclined reflecting surface forming the basic unit is concave, and in this case, the cross-sectional shape of the concave reflecting surface is constituted by a combination of straight lines. Is preferred. Further, in the surface light source device of the present invention, a concave mirror-shaped reflecting surface having a maximum diameter of 3000 μm or less is used as a reflecting surface forming the basic unit, and the inclination angle of the reflecting surface is emitted from the light guide toward the light reflecting sheet. An angle at which the reflected light is reflected in a direction normal to the light guide.
【0010】更にまた、本発明の面光源装置では、凸状
突起の深さhと最小開口幅Wminとで定義される値h
/Wminが0.5以上とされていることが好ましい。
また、凸状突起の深さhと最大開口幅Wmaxとで定義
される値h/Wmaxは0.5以上とされていることが
好ましい。Further, in the surface light source device according to the present invention, the value h defined by the depth h of the convex protrusion and the minimum opening width Wmin.
/ Wmin is preferably 0.5 or more.
Further, it is preferable that a value h / Wmax defined by the depth h of the projection and the maximum opening width Wmax is 0.5 or more.
【0011】本発明の面光源装置では、凸状突起からな
る光取り出し機構によって、導光体から出射する光束の
65%以上が光反射シートの側に出射することが好まし
い。また、導光体の光出射面に、光入射端面に対する法
線方向に尾根線をほぼ平行とする、集光素子をピッチ2
00μm以下にて設けることもできる。In the surface light source device of the present invention, it is preferable that 65% or more of the light flux emitted from the light guide is emitted to the light reflection sheet side by the light extraction mechanism including the convex protrusions. Further, a light-collecting element having a pitch of 2 with a ridge line substantially parallel to a normal direction to a light incident end face on a light exit surface of the light guide is provided.
It can be provided with a thickness of not more than 00 μm.
【0012】更に、凸状突起からなるパターンは、光源
から離れるにしたがって一軸方向に各凸状突起の開口幅
が拡大するように形成されるか、若しくは光源から離れ
るにしたがってほぼ同一形状の凸状突起の分布密度を増
大するように配置して形成することができる。Further, the pattern composed of the convex protrusions is formed such that the opening width of each convex protrusion increases in a uniaxial direction as the distance from the light source increases, or the pattern of the convex shape has substantially the same shape as the distance from the light source increases. The protrusions can be formed so as to increase the distribution density.
【0013】また、本発明の面光源装置では、光反射シ
ートの反射面が銀若しくはアルミニウムのコート層から
なり、且つ反射面上には透明材質によるコート層を設け
ることが良い。更に、光反射シートの反射面は拡散反射
性の白色材質で形成することもできる。その場合、透明
材質によるコート層を光学薄膜、或いは透明ビーズコー
ティング層とすることができる。そして、反射面にはマ
ット処理を施すことも好ましい。更にまた、前述した特
徴を備える面光源装置を液晶ディスプレイ装置のバック
ライト光学系に用いることが特に好ましい。Further, in the surface light source device of the present invention, it is preferable that the reflection surface of the light reflection sheet is formed of a silver or aluminum coating layer, and a coating layer of a transparent material is provided on the reflection surface. Further, the reflection surface of the light reflection sheet may be formed of a diffusely reflective white material. In that case, the coating layer made of a transparent material can be an optical thin film or a transparent bead coating layer. Then, it is also preferable to apply a mat treatment to the reflection surface. Furthermore, it is particularly preferable to use a surface light source device having the above-described features for a backlight optical system of a liquid crystal display device.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の面光源装置及びこ
れを用いた液晶ディスプレイ装置を図に示される実施形
態について更に詳細に説明する。図1は本発明の一実施
形態に係る面光源装置10の主要部を示す部分的な斜視
図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The surface light source device of the present invention and a liquid crystal display device using the same according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial perspective view showing a main part of a surface light source device 10 according to one embodiment of the present invention.
【0015】この実施形態に係る面光源装置10は、透
光性の平板からなる基板即ち導光体11を備え、この導
光体11の一側端には当該側端面12に沿うように線状
光源13が配置されている。この線状光源13は、蛍光
管又はLEDアレー等を用いることができるが、特にこ
れらに限定されるものではない。線状光源13として
は、発光効率に優れ、小型化の容易な冷陰極管の利用が
最も好適である。The surface light source device 10 according to this embodiment includes a substrate, that is, a light guide 11 made of a translucent flat plate, and one end of the light guide 11 has a line extending along the side end surface 12. The shape light source 13 is arranged. The linear light source 13 can use a fluorescent tube, an LED array, or the like, but is not particularly limited thereto. As the linear light source 13, it is most preferable to use a cold-cathode tube which has excellent luminous efficiency and can be easily miniaturized.
【0016】また、線状光源13の配置形態としては、
この態様に限定されるものではなく、この他にも、一側
端部にのみ冷陰極管が配設された1灯式の態様、一側端
部に2本の冷陰極管が配設された2灯式の態様、2灯の
冷陰極管が一側端部に配設され、これが対向する側端部
にも設けられ、合計4灯となっている態様等が代表的で
ある。The arrangement of the linear light source 13 is as follows.
The present invention is not limited to this embodiment. In addition, a single-lamp type in which a cold cathode tube is provided only at one end, and two cold cathode tubes are provided at one end. A typical example is a two-lamp type, in which two cold-cathode tubes are provided at one side end and provided at the opposite side end, for a total of four lamps.
【0017】この導光体11の一側端には、線状光源1
3を覆うようにリフレクタ14が取り付けられ、線状光
源13による直接光とリフレクタ14で反射された反射
光とが導光体11に、光入射端面である一側端面12か
ら内部に入射する機構とされている。導光体11は、例
えば、板厚が約4mm程度の四角形状をした透光性の薄
板であり、図1で見て上面である一方の表面が光を出射
する光出射面15であり、これとは反対側の他方の表面
(図1で見て下面)は光出射面と対向する面16であ
る。One end of the light guide 11 is connected to the linear light source 1.
A mechanism in which the reflector 14 is attached so as to cover the light guide 3 and the direct light from the linear light source 13 and the reflected light reflected by the reflector 14 enter the light guide 11 from the one side end surface 12 which is the light incident end surface. It has been. The light guide 11 is, for example, a light-transmitting thin plate having a square shape with a plate thickness of about 4 mm, and one surface, which is the upper surface as viewed in FIG. The other surface on the opposite side (the lower surface in FIG. 1) is the surface 16 facing the light emitting surface.
【0018】導光体11の光出射面15とは反対側の面
16側に近接して光反射シート17が配設されている。
光反射シート17は、傾斜した反射面18aを備える多
数の基本ユニット18が微細なピッチで基材19の表面
に形成されて構成されている。ここで、基本ユニット1
8とは、図1〜図3及び図15〜図20に示されるよう
にほぼ同一及び/又はほぼ相似形状の傾斜した反射面1
8aの集合体として得られる光反射シート17の基本形
状単位を意味する。A light reflection sheet 17 is provided near the surface 16 of the light guide 11 opposite to the light exit surface 15.
The light reflection sheet 17 is configured such that a large number of basic units 18 each having an inclined reflection surface 18a are formed on the surface of a base material 19 at a fine pitch. Here, basic unit 1
8 is an inclined reflecting surface 1 having substantially the same and / or substantially similar shape as shown in FIGS. 1 to 3 and 15 to 20.
8a means a basic shape unit of the light reflecting sheet 17 obtained as an aggregate.
【0019】すなわち、基本ユニット18とは、それ以
上分割すると同一性もしくは相似性が消失してしまう最
少の形状単位、所謂ユニットセルである。また、ピッチ
Pとは、図2、図3、及び図15〜図20に示されるよ
うに、これら基本ユニット18の配列によって作られる
基本周期の内、最小の長さとして定められる。In other words, the basic unit 18 is a minimum shape unit, that is, a so-called unit cell, in which the identity or similarity is lost when the basic unit 18 is further divided. In addition, the pitch P is defined as the minimum length of the basic periods formed by the arrangement of the basic units 18 as shown in FIGS. 2, 3, and 15 to 20.
【0020】更に、導光体11には、入射光線を光出射
面15とは反対側の面16から出射させる光取り出し機
構20が設けられている。この光取り出し機構として代
表的なものは、面16に設けられた多数の凸状突起20
aである。多数の凸状突起20aからなる光取り出し機
構20は、導光体11に入射した光線を選択的に面16
から光反射シート17の側に出射させる。Further, the light guide 11 is provided with a light extraction mechanism 20 for emitting an incident light beam from a surface 16 opposite to the light emission surface 15. A representative example of this light extraction mechanism is a large number of projections 20 provided on the surface 16.
a. The light extraction mechanism 20 composed of a number of convex protrusions 20a selectively emits light rays incident on the light guide 11 to the surface 16.
From the light reflection sheet 17.
【0021】この場合、通常であれば、凸状突起20a
によって選択的に光反射シート17の側に出射する光線
の指向性は、光反射シート17に垂直に入射することに
はならないため、光反射シート17で反射され、面光源
装置10の正面方向に出射する光線は、正面からずれた
方向に高い光強度を持つ光束が出射してしまうことにな
る。In this case, normally, the projection 20a
The directivity of the light beam selectively emitted to the side of the light reflection sheet 17 does not mean that the light beam enters the light reflection sheet 17 at right angles. Therefore, the light is reflected by the light reflection sheet 17 and is directed in the front direction of the surface light source device 10. The emitted light beam has a high light intensity in a direction deviated from the front.
【0022】しかし、この実施形態に係る面光源装置1
0では、導光体11の面16に近接して光反射シート1
7が配設されているため、図4に示されるように基本ユ
ニット18の効果によって、導光体11から光反射シー
ト17の側に選択的に出射した光線成分21は、導光体
11の正面方向に方向が変角(変角された光線成分を符
号22で示す)され、その結果、面光源装置10を正面
から見た際に、極めて高い照明強度が得られるようにな
るのである。なお、図4において、符号23は光反射シ
ート17の側に向かわない光線成分を示している。However, the surface light source device 1 according to this embodiment
0, the light reflecting sheet 1 close to the surface 16 of the light guide 11
7, the light component 21 selectively emitted from the light guide 11 to the light reflection sheet 17 side by the effect of the basic unit 18 as shown in FIG. The direction is deflected in the front direction (the deflected ray component is indicated by reference numeral 22), and as a result, when the surface light source device 10 is viewed from the front, an extremely high illumination intensity can be obtained. In FIG. 4, reference numeral 23 denotes a light ray component that does not travel toward the light reflection sheet 17.
【0023】このことは、面光源装置10の光学系の構
成を極めて単純化できるものであり、従来型の面光源装
置ではプリズムアレー等によって光線の集光機能や変角
機能を果たしていたのに対して、本実施形態の面光源装
置10においては、光反射シート17に設けられた傾斜
した反射面18aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似
形状の基本ユニット18を、例えば凹面鏡のような形状
に設計する等によって、集光機能や変角機能等の所望の
光学的機能を光反射シート17に持たせることが可能と
なり、同等な光学的性能を保持しながら、極めて構造が
簡素化された面光源装置を提供することができるのであ
る。This is because the structure of the optical system of the surface light source device 10 can be extremely simplified. In the conventional surface light source device, the light condensing function and the angle changing function are performed by a prism array or the like. On the other hand, in the surface light source device 10 of the present embodiment, the substantially identical and / or substantially similar basic unit 18 formed of the inclined reflecting surface 18a provided on the light reflecting sheet 17 is formed into a shape like a concave mirror, for example. By designing and the like, it is possible to provide the light reflecting sheet 17 with desired optical functions such as a condensing function and a bending function, and a surface whose structure is extremely simplified while maintaining the same optical performance. A light source device can be provided.
【0024】ここで前述した、光反射シート17側に大
部分の光線成分21を出射させる機能を果たす凸状突起
20aとして、図5〜図8に示される種々の形状を挙げ
ることができる。図5に示される凸状突起20aは断面
が楕円形のものであり、図6に示される凸状突起20a
は断面が長方形状のものである。また、図7に示される
凸状突起20aは断面が長方形状で、下端が尖った三角
形状のものである。更に、図8に示される凸状突起20
aは断面が正方形に近い長方形である。Here, as the above-mentioned convex protrusions 20a which function to emit most of the light beam components 21 to the light reflecting sheet 17 side, various shapes shown in FIGS. The convex projection 20a shown in FIG. 5 has an elliptical cross section, and the convex projection 20a shown in FIG.
Has a rectangular cross section. The convex protrusion 20a shown in FIG. 7 has a rectangular cross section and a triangular shape with a sharp lower end. Further, the convex protrusion 20 shown in FIG.
a is a rectangle whose cross section is close to a square.
【0025】このように凸状突起20aの形状としては
各種のものを用いることができるが、凸状突起20aに
入射した光線の大部分が光反射シート17の側に出射す
るための条件を満足するようなものでなければならな
い。より具体的には、図5〜図8に示されるように凸状
突起20aの高さ、言い換えれば導光体11内から見た
状態での凸状突起20aの深さhと最小開口幅Wmin
で定義される値h/Wminが好ましくは0.5以上、
より好ましくは0.6以上、さらに好ましくは0.7以
上とされる。このようにすることで、凸状突起20aに
入射した光線は大部分が光反射シート17の側に出射す
るようになるのである。As described above, various shapes can be used as the shape of the convex protrusions 20a, but the condition that most of the light rays incident on the convex protrusions 20a are emitted to the light reflection sheet 17 side is satisfied. It must be something to do. More specifically, as shown in FIGS. 5 to 8, the height of the projection 20 a, in other words, the depth h and the minimum opening width Wmin of the projection 20 a when viewed from inside the light guide 11.
The value h / Wmin defined by is preferably 0.5 or more,
It is more preferably 0.6 or more, and further preferably 0.7 or more. By doing so, most of the light rays that have entered the convex protrusions 20 a are emitted toward the light reflection sheet 17.
【0026】更に、凸状突起20aに入射した光線を十
分に光反射シート17側に出射させるためには、凸状突
起20aの開口部形状として図5〜図8に示されるよう
に最大開口幅Wmaxと凸状突起20aの深さhとによ
って定義される値h/Wmaxが好ましくは0.5以
上、より好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9
以上とされる。Further, in order to sufficiently emit the light beam incident on the convex protrusion 20a to the light reflection sheet 17, the shape of the opening of the convex protrusion 20a should be the maximum opening width as shown in FIGS. The value h / Wmax defined by Wmax and the depth h of the convex protrusion 20a is preferably 0.5 or more, more preferably 0.7 or more, and still more preferably 0.9.
That is all.
【0027】この状況を更に詳しく説明すると、図9に
示されるように、最小開口幅Wminが好適なケースで
は導光体11内を伝搬する光線24が凸状突起20aの
壁面にぶつかり易くなるため、壁面にぶつかった光線は
導光体11内にもはやとどまっていられなくなり、光反
射シート17の側に出射(出射光線を符号21で示す)
することになるのである。This situation will be described in more detail. As shown in FIG. 9, when the minimum opening width Wmin is favorable, the light ray 24 propagating in the light guide 11 easily hits the wall surface of the convex protrusion 20a. The light beam striking the wall surface is no longer staying in the light guide 11 and is emitted toward the light reflection sheet 17 (emitted light is indicated by reference numeral 21).
It will be.
【0028】しかしながら、図10に示される最小開口
幅Wminが不適当な範囲のケースでは、導光体11内
を伝搬する光線24が凸状突起20aの底部にぶつかり
易くなるため、図10の光線の軌跡に示されるように凸
状突起20aの底部での全反射を経てから壁面にぶつか
るため、光反射シート17の側に出射しない光線成分2
3が多数発生してしまうのである。すなわち、光反射シ
ート17の側に光線を出射させるという観点において最
も好適なのは図11に示されるように最小開口幅Wmi
n、最大開口幅Wmaxともに好適な範囲の場合であ
る。However, in the case where the minimum opening width Wmin shown in FIG. 10 is in an inappropriate range, the light ray 24 propagating in the light guide 11 easily hits the bottom of the convex protrusion 20a. As shown in the trajectory, the light component 2 which does not exit to the light reflection sheet 17 because it hits the wall surface after the total reflection at the bottom of the convex protrusion 20a and hits the wall surface
3 is generated in large numbers. That is, from the viewpoint of emitting light toward the light reflection sheet 17, the most preferable is the minimum opening width Wmi as shown in FIG.
This is a case where both n and the maximum opening width Wmax are in the suitable ranges.
【0029】幾何光学理論的にこの状況を考察すると、
まず、光源として良く用いられる蛍光管等においては、
プラズマ放電により得られる紫外光が管壁に付着した蛍
光体微粒子を励起して発光が得られるが、ここから得ら
れる出射光線の出射角度分布はほぼあらゆる角度に対し
て一様な強度を示す、いわゆる拡散光源的な性質に近い
ものである。Considering this situation in geometric optics theory,
First, in fluorescent tubes and the like often used as light sources,
Ultraviolet light obtained by the plasma discharge excites the phosphor fine particles attached to the tube wall to emit light, and the emission angle distribution of the emitted light beam obtained therefrom exhibits a uniform intensity at almost any angle. This is close to what is called a diffusion light source.
【0030】そこで、導光体の光入射面近傍を表す図2
7において、導光体に入射する光線の入射角度分布をあ
らゆる角度に対して一定であるとする条件の下で、導光
体内を伝搬する光線の幾何光学的な状態分布を考える。
スネルの法則から導光体の屈折率をnとして、FIG. 2 shows the vicinity of the light incident surface of the light guide.
7, the geometrical optical state distribution of the light beam propagating through the light guide is considered under the condition that the incident angle distribution of the light beam incident on the light guide is constant at all angles.
From Snell's law, let n be the refractive index of the light guide,
【式1】 (Equation 1)
【0031】したがって、光源から出射した光線の導光
体への入射角度ψと導光体に入射した光線のなす角度
(又は、入射角度ψにて屈折率nの導光体に入射した光
線の導光体中への出射角度)θの関係を図示すると、図
28のようになる。各θでの光線の状態数密度n(θ)
を計算すると、先ず、あるθでの幅±△θ/2なる領域
に到達する光線量は、導光体界面でのフレネル損失を無
視した近似の下では、対応するψでの状態数密度n
(ψ)を用いて、Therefore, the angle between the incident angle ψ of the light beam emitted from the light source and the light beam incident on the light guide (or the angle of incidence of the light beam incident on the light guide having the refractive index n at the incident angle ψ). FIG. 28 illustrates the relationship of the outgoing angle (θ) into the light guide. State number density n (θ) of the ray at each θ
First, the amount of light reaching the region of width ± △ θ / 2 at a certain θ is, under an approximation ignoring Fresnel loss at the light guide interface, the state number density n at the corresponding ψ
Using (ψ)
【式2】 ここで、(Equation 2) here,
【式3】 であり、また、入射光の角度分布を一定とした場合に
は、任意のψについてn(ψ)=Const.となるため、(Equation 3) In addition, when the angle distribution of the incident light is constant, n (ψ) = Const. Because
【式4】 よって、(Equation 4) Therefore,
【式5】 したがって、θでの光線分布密度n(θ)は(Equation 5) Therefore, the ray distribution density n (θ) at θ is
【式6】 すなわち、臨界角近傍において状態数密度が大きく増大
するのであり、このことは(1)式にフレネル損失によ
る効果を考慮したとしても、(Equation 6) That is, the number of states greatly increases in the vicinity of the critical angle, which means that even if the effect due to the Fresnel loss is considered in the equation (1),
【式7】 となり、傾向は同一である(fs、fpはそれぞれs偏
光、p偏光の場合を表す)。Equation 7 And the tendency is the same (fs and fp represent s-polarized light and p-polarized light, respectively).
【0032】したがって、導光体に用いられる透明樹脂
の場合には光取り出し機構が形成される導光体表面側に
入射する角度として、約50度付近の入射角度で入射す
るビームが多く存在する。つまり、図11に示されるよ
うに、凸状突起の開口幅に対して十分に深さが深い形状
であれば、凸状突起の開口部に入射した光線は突起の壁
面から必ず出射することになるため、一方向のみに選択
的に出射光線を出力することが可能となるのであり、前
述したh/Wminやh/Wmaxの好適な範囲はこれ
らの事情によって決定されるのである。Therefore, in the case of the transparent resin used for the light guide, there are many beams incident at an incident angle of about 50 degrees as an incident angle on the light guide surface side where the light extraction mechanism is formed. . In other words, as shown in FIG. 11, if the shape is sufficiently deep with respect to the opening width of the projection, light rays incident on the opening of the projection are necessarily emitted from the wall surface of the projection. Therefore, it is possible to selectively output the outgoing light beam in only one direction, and the suitable ranges of h / Wmin and h / Wmax described above are determined by these circumstances.
【0033】また、本発明においては導光体11からの
出射光線の大部分が光反射シート17の側に出射するよ
うに構成されていることが極めて重要なのであり、例え
ば、前述した値h/Wminなる値が好ましい領域にあ
る導光体を得たとしても、凸状突起20aの側面や凸状
突起20aの開口部周辺の面が、金型精度等の原因で粗
面化されてしまっている場合には、該粗面部分で光線が
乱反射してしまい大部分の光線を光反射シート17の側
に出射させることができなくなる状況も発生する。In the present invention, it is extremely important that most of the light emitted from the light guide 11 is emitted toward the light reflection sheet 17. For example, the value h / Even if a light guide having a value of Wmin in a preferable region is obtained, the side surface of the convex protrusion 20a and the surface around the opening of the convex protrusion 20a are roughened due to mold accuracy and the like. In such a case, light rays are irregularly reflected at the rough surface portion, and a situation occurs in which most of the light rays cannot be emitted to the light reflection sheet 17 side.
【0034】すなわち、凸状突起20aはできる限り平
滑な表面から構成されていることが、導光体11からの
出射光束の方向選択性を適切に保つために極めて重要な
のであり、従来型の面光源装置に見られる単純な粗面や
光散乱性微粒子による光散乱現象を光取り出し機構とす
る態様では、本発明の照明光学系の効果を十分に引き出
すことはできないのである。より具体的には、凸状突起
20aの表面はJISB0601に定められる十点平均
粗さRzの値が好ましくは0.01〜10μm、より好
ましくは0.02〜4μm、さらに好ましくは0.02
〜2μm、特に好ましくは0.05〜1μmの範囲とさ
れ、粗面部分による不要な光散乱(光拡散)現象が生じ
ないようにするのが良い。That is, it is extremely important that the convex protrusions 20a are formed as smooth as possible in order to properly maintain the direction selectivity of the light flux emitted from the light guide 11, and the conventional surface In an embodiment in which the light extraction mechanism is a light scattering phenomenon caused by a simple rough surface or light scattering fine particles seen in a light source device, the effect of the illumination optical system of the present invention cannot be sufficiently brought out. More specifically, the surface of the convex protrusion 20a has a ten-point average roughness Rz value defined in JIS B0601 of preferably 0.01 to 10 μm, more preferably 0.02 to 4 μm, and still more preferably 0.02 to 4 μm.
It is preferable that the thickness be in the range of 0.05 to 2 μm, particularly preferably 0.05 to 1 μm, so that unnecessary light scattering (light diffusion) phenomenon due to the rough surface portion does not occur.
【0035】従って、本発明では導光体11に側端部1
2から入射した光線が出射する際に、出射する光束の好
ましくは65%以上、より好ましくは70%以上、さら
に好ましくは75%以上が光反射シート17の側に出射
するように導光体11に凸状突起20aからなるパター
ンが光取り出し機構20として設けられていることが好
ましい。Therefore, in the present invention, the light guide 11 is provided with the side end 1.
When the light ray incident from the light guide 2 is emitted, the light guide 11 is arranged such that preferably 65% or more, more preferably 70% or more, even more preferably 75% or more of the emitted light flux is emitted to the light reflection sheet 17 side. It is preferable that a pattern composed of convex protrusions 20 a is provided as the light extraction mechanism 20.
【0036】ここで、本発明において用いられる導光体
11は、該導光体より出射する全光束に対する光反射シ
ート側に選択的に出射する光束の割合が、好ましくは6
5%以上であることが、本発明による光学設計の効果を
有効に機能させるために必要であることは前述した通り
であるが、この光束が出射する方向についての選択性を
測定する測定手段は概略下記の通りである。Here, in the light guide 11 used in the present invention, the ratio of the light flux selectively emitted to the light reflecting sheet side to the total light flux emitted from the light guide is preferably 6.
As described above, it is necessary for the effect of the optical design according to the present invention to be 5% or more in order for the effect of the optical design to function effectively. The outline is as follows.
【0037】すなわち、先ず通常光反射シートが配設さ
れる位置にほぼ完全に光を吸収する黒色のシート31
(植毛紙等)を配設し、図29に示される如く、導光体
11を通常の向きにセットして積分球32中で点灯さ
せ、この時に得られた導光体11の光出射面側から発せ
られる全光束量をΣaとする。That is, first, the black sheet 31 that absorbs light almost completely is provided at the position where the normal light reflection sheet is provided.
(Flocked paper or the like) is disposed, and as shown in FIG. 29, the light guide 11 is set in a normal direction and turned on in the integrating sphere 32, and the light exit surface of the light guide 11 obtained at this time is provided. The total luminous flux emitted from the side is defined as Σa.
【0038】次に、導光体11の向きを通常とは裏返し
にセットし(本来、光反射シートの側に向く面が光出射
面側に来るようにセットする。)、同様に積分球32中
で点灯させ、この時に得られた導光体11の光出射面と
反対側の面から発せられる全光束量をΣbとする。この
際に、得られる数値、Σb/(Σa+Σb)×100が
光反射シートの側に選択的に出射する光束の割合(%)
となるのであり、この値が好ましくは65%以上、より
好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上と
されるのである。Next, the direction of the light guide 11 is set upside down as usual (original so that the surface facing the light reflecting sheet side is on the light emitting surface side), and the integrating sphere 32 is similarly set. And the total amount of luminous flux emitted from the surface opposite to the light exit surface of the light guide 11 obtained at this time is represented by Δb. At this time, the obtained numerical value, Σb / (Σa + Σb) × 100, is the ratio (%) of the luminous flux selectively emitted to the light reflecting sheet side.
This value is preferably at least 65%, more preferably at least 70%, and even more preferably at least 75%.
【0039】また、面光源装置として、面内で照明強度
を一定に保つため、光取り出し機構20として凸状突起
20aからなるパターンの外形は、光源13が配設され
た部分から離れるにしたがって光の取り出し効率が高め
られるように調整されている。この調整態様としては、
凸状突起20aの開口部の面積が増加する態様、ほぼ同
一形状の凸状突起20aが用いられ、光源13から離れ
るにしたがって凸状突起20aの配置密度が増加する態
様等が挙げられる。As the surface light source device, in order to keep the illumination intensity constant in the plane, the outer shape of the pattern composed of the convex protrusions 20a as the light extraction mechanism 20 becomes lighter as the distance from the light source 13 is increased. It is adjusted so that the take-out efficiency can be increased. As this adjustment mode,
A mode in which the area of the opening of the convex protrusion 20a increases, a mode in which the convex protrusions 20a having substantially the same shape are used, and an arrangement density of the convex protrusions 20a increases as the distance from the light source 13 increases, and the like are exemplified.
【0040】これらの調整態様の内、特に調整が容易で
あるのは、凸状突起20aの開口部の面積が増加する態
様である。しかし本発明では前述した通り、凸状突起2
0aにより実現される光取り出し機構20は導光体11
内を伝搬する光線を光反射シート17の側にのみ選択的
に出射する機能を果たす必要があり、深さhと最小開口
幅Wminで定義される値h/Wminが高い値に保た
れているのが好ましい。Among these adjustment modes, the one that is particularly easy to adjust is the mode in which the area of the opening of the convex projection 20a is increased. However, in the present invention, as described above, the convex protrusion 2
The light extraction mechanism 20 realized by the light guide 11
It is necessary to perform a function of selectively emitting light propagating through the inside only to the light reflection sheet 17 side, and the value h / Wmin defined by the depth h and the minimum opening width Wmin is kept at a high value. Is preferred.
【0041】このことから、単純に凸状突起20aの開
口部の面積を増加させてしまったのでは、光源13から
離れた位置でh/Wminの値が好ましい値から外れて
しまうことも想定される。従って、h/Wminの値を
一定に保ちながら凸状突起20aの開口部の面積を増加
させるパターン形状が最も好ましいのであり、具体的に
は、図12に示されるように光源13が配設された位置
から離れるに従って一軸方向に凸状突起20aの開口部
が拡大しているパターン形状が最も好ましい。Therefore, if the area of the opening of the projection 20a is simply increased, the value of h / Wmin may deviate from a desirable value at a position away from the light source 13. You. Therefore, a pattern shape that increases the area of the opening of the convex protrusion 20a while keeping the value of h / Wmin constant is most preferable. Specifically, the light source 13 is provided as shown in FIG. Most preferably, the pattern shape is such that the opening of the protruding projection 20a is increased in the uniaxial direction as the distance from the position increases.
【0042】また、別な調整態様として、図13に示さ
れるように、h/Wmin、h/Wmax等の値が前述
した好適な範囲とされた、ほぼ同一形状の凸状突起を用
い、光源13が配設された位置から離れるにしたがって
配置密度を高くするようにしたパターン形状を用いる態
様も好適に使用される。特に、この態様では、ほぼ同一
形状の凸状突起20aを用いることから、凸状突起20
a単一の形状について、光反射シート17の側に選択的
に光線を出射させる能力が極めて高い形状とすることが
できるため、面光源装置10の効率向上に最も好ましい
態様である。Further, as another adjustment mode, as shown in FIG. 13, the light source is formed by using convex protrusions of substantially the same shape in which the values of h / Wmin, h / Wmax, etc. are within the above-mentioned preferable ranges. An embodiment using a pattern shape in which the arrangement density is increased as the distance from the position where 13 is arranged is increased is also preferably used. In particular, in this embodiment, since the convex protrusions 20a having substantially the same shape are used, the convex protrusions 20a are used.
a) The single shape can be a shape having an extremely high ability to selectively emit light toward the light reflection sheet 17, which is the most preferable mode for improving the efficiency of the surface light source device 10.
【0043】本発明において用いられる光反射シート1
7は屈曲性を有した厚み1000μm以下程度の基材1
9が好ましいが、厚み等の形態は応用対象によって適宜
選択され、必ずしもこれに限定されるものではない。ま
た、反射率は高効率化の観点から高い反射率を有する材
質からなることが望ましい。Light reflecting sheet 1 used in the present invention
Reference numeral 7 denotes a flexible substrate 1 having a thickness of about 1000 μm or less.
9 is preferable, but the form such as the thickness is appropriately selected depending on the application object, and is not necessarily limited to this. Further, it is desirable that the reflectivity be made of a material having a high reflectivity from the viewpoint of high efficiency.
【0044】ここで、本発明における高い反射率を有す
る材質とは、人が目視する画像表示用途に主として用い
られることから、可視光線スペクトルの代表的な波長域
における反射率が高い値を有する材質であることを意味
する。すなわち、JIS−Z8120に定められる如
く、可視光線スペクトル領域において入射光束エネルギ
ーに対する反射光束エネルギーの比が前記の値となるの
であり、通常70%以上、好ましくは75%以上、さら
に好ましくは85%以上、特に好ましくは88%以上、
極めて好ましくは91%以上とされるのである。Here, the material having a high reflectivity in the present invention is a material having a high reflectivity in a typical wavelength region of the visible light spectrum, since it is mainly used for image display for human viewing. Means that That is, as defined in JIS-Z8120, the ratio of the reflected luminous energy to the incident luminous energy in the visible light spectrum region has the above value, and is usually 70% or more, preferably 75% or more, more preferably 85% or more. Particularly preferably at least 88%,
It is very preferably at least 91%.
【0045】また、本発明において、光反射シート部で
色調が変化することは避けるべきであり、可視光線スペ
クトルの範囲において出来る限りフラットな反射特性を
有することが好ましい。したがって、可視スペクトルの
ほぼ中心に位置する550nmにおける分光反射率の値
を用いて反射率とし、好ましい値の範囲を規定すること
もできる。In the present invention, it is necessary to avoid a change in color tone in the light reflection sheet portion, and it is preferable that the light reflection sheet portion has reflection characteristics as flat as possible in the visible light spectrum range. Therefore, the value of the spectral reflectance at 550 nm, which is located substantially at the center of the visible spectrum, is used as the reflectance, and a preferable value range can be defined.
【0046】加えて、上記の反射率は反射を実質的に起
こす傾斜面の表面に位置する材質の反射率を意味するの
であり、具体的には傾斜面の表面部に銀やアルミニウム
に代表されるように、高い反射率を有し、色調変化が少
ない材質が設けられることが好ましい。また、反射面の
上に透明なコート層等を設ける場合があるが、ここで言
う反射率はコート層等のない、金属材質等の反射に実質
的に寄与する材質自体の表面の反射率を意味するのであ
る。In addition, the above-mentioned reflectance means the reflectance of the material located on the surface of the inclined surface which substantially causes reflection, and specifically, the surface of the inclined surface is typified by silver or aluminum. As described above, it is preferable to provide a material having a high reflectance and a small change in color tone. In addition, a transparent coat layer or the like may be provided on the reflective surface, but the reflectivity referred to here is the reflectivity of the surface of the material itself which does not have a coat layer or the like and which substantially contributes to reflection such as a metal material. It means.
【0047】また、反射の指向性に関しては鏡面反射及
び拡散反射は、必要とする照明光の光学特性に応じて、
適宜、選択されるものであるが、一般的に高い指向性を
得たい場合には銀やアルミニウム等からなる鏡面反射層
が好適に用いられ、広い出射角度分布を得たい場合には
白色顔料を混練した樹脂や発泡性樹脂等からなる拡散反
射層が好適に用いられる。Regarding the directivity of reflection, specular reflection and diffuse reflection are determined according to the required optical characteristics of illumination light.
It is appropriately selected, but in general, a mirror reflection layer made of silver, aluminum, or the like is preferably used for obtaining high directivity, and a white pigment is used for obtaining a wide emission angle distribution. A diffuse reflection layer made of a kneaded resin or a foamable resin is preferably used.
【0048】また、基本ユニット18の配列が画面上で
認識できなくなるようにするため、ほぼ同一及び/又は
ほぼ相似形の基本ユニット18の配列ピッチPができる
限り微細化されていることが重要であり、具体的には5
000μm以下、好ましくは1000μm以下、より好
ましくは500μm以下とされる。In order to make the arrangement of the basic units 18 unrecognizable on the screen, it is important that the arrangement pitch P of the substantially identical and / or substantially similar basic units 18 is as fine as possible. Yes, specifically 5
The thickness is set to 000 μm or less, preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less.
【0049】光反射シート17の表面に設けられる傾斜
した反射面18aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似
形の基本ユニット18として、代表的には、図2
(a)、(b)に示されるように基本ユニット18が断
面鋸歯状とされるか、或いは図3(a)、(b)に示さ
れるように基本ユニット18が山形状とされ、基本ユニ
ット18が一軸方向にのみ周期性を有している構造で、
ピッチ3000μm以下、好ましくは800μm以下、
より好ましくは300μm以下で、光反射シート17を
上方から見た際に尾根線18bが平行に配列した、平行
直線状で且つ平坦な傾斜反射面18aからなる基本ユニ
ット18の配列が用いられている態様が挙げられる。As a substantially identical and / or substantially similar basic unit 18 composed of an inclined reflecting surface 18a provided on the surface of the light reflecting sheet 17, typically, FIG.
3A and 3B, the basic unit 18 has a sawtooth cross section, or as shown in FIGS. 3A and 3B, the basic unit 18 has a mountain shape. 18 is a structure having periodicity only in one axial direction,
Pitch 3000 μm or less, preferably 800 μm or less,
More preferably, an array of basic units 18 having a parallel linear and flat inclined reflecting surface 18a, which is 300 μm or less and in which the ridge lines 18b are arranged in parallel when the light reflecting sheet 17 is viewed from above, is used. An embodiment is mentioned.
【0050】これは、図2(a)、(b)及び図3
(a)、(b)に示されるように傾斜した平坦な反射面
18aの尾根線18bがほぼ平行配列した態様では、ダ
イヤモンドバイトやエンドミルを用いた切削加工が適用
し易いため、賦形のための金型製作が容易であり、微細
化が行い易く、量産性も極めて高いためである。This is shown in FIGS. 2A and 2B and FIG.
As shown in (a) and (b), in a mode in which the ridge lines 18b of the inclined flat reflecting surface 18a are arranged substantially in parallel, cutting using a diamond bite or an end mill is easy to apply, and thus the This is because the metal mold is easy to manufacture, miniaturization is easy, and mass productivity is extremely high.
【0051】このような平行直線状で且つ平坦な傾斜反
射面18aが多数配列した光反射シート17を用いるこ
とで、前述の凸状突起20aからなるパターンを光取り
出し機構20とし且つ出射する光束の大部分が光反射シ
ート17の配設側に向かうよう設計された導光体11か
らの出射光線が、平行直線状で且つ平坦な傾斜反射面1
8aの効果によって導光体11の法線方向に反射される
ため、面光源装置10として極めて好適な特性を備えた
照明光線を得ることができるのである。By using such a light reflecting sheet 17 in which a large number of parallel linear and flat inclined reflecting surfaces 18a are arranged, the pattern composed of the above-mentioned convex projections 20a is used as the light extraction mechanism 20 and the light flux of the emitted light flux is formed. Most of the light emitted from the light guide 11 designed to be directed to the side on which the light reflecting sheet 17 is provided is parallel straight and flat inclined reflecting surface 1.
Since the light is reflected in the normal direction of the light guide 11 by the effect of 8a, it is possible to obtain an illuminating light beam having extremely suitable characteristics as the surface light source device 10.
【0052】より具体的には、図14のように平坦な反
射面18aが水平線となす角度をαとする時、傾斜した
反射面18aの傾斜角度αが好ましくは50度〜7度の
範囲、より好ましくは40度〜10度の範囲、さらに好
ましくは34度〜15度の範囲が用いられる。More specifically, when the angle between the flat reflecting surface 18a and the horizontal line is α as shown in FIG. 14, the inclination angle α of the inclined reflecting surface 18a is preferably in the range of 50 to 7 degrees. More preferably, a range of 40 to 10 degrees is used, and still more preferably, a range of 34 to 15 degrees is used.
【0053】また、各基本ユニット18を構成する傾斜
した反射面18aの断面は、図15(a)、(b)及び
図16(a)、(b)に示されるように凹状となってい
ることが集光性の観点からは好ましい。このように反射
面18aの断面形状を凹状にすることは、本発明におい
て好適に用いられる平行直線状傾斜反射面18aが多数
配列した態様のみならず、図17〜図20に示されるよ
うに凹面鏡状の基本ユニット18が配列した態様等にお
いても好適に用いられる。この際にも、傾斜した反射面
18aの傾斜角度αとして好適に用いられる範囲は上記
に準じ、図21に示されるように断面凹状の中心部での
接線の傾斜角度が好ましくは50度〜7度の範囲、より
好ましくは40度〜10度の範囲、さらに好ましくは3
4度〜15度の範囲とされる。The cross section of the inclined reflecting surface 18a constituting each basic unit 18 is concave as shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b) and FIGS. 16 (a) and 16 (b). This is preferable from the viewpoint of light collecting properties. Making the cross-sectional shape of the reflecting surface 18a concave in this manner is not only a mode in which a large number of parallel linear inclined reflecting surfaces 18a suitably used in the present invention are arranged, but also a concave mirror as shown in FIGS. It is also suitably used in an embodiment in which the basic units 18 are arranged in a shape. Also in this case, the range preferably used as the inclination angle α of the inclined reflecting surface 18a conforms to the above, and the inclination angle of the tangent at the center of the concave cross section is preferably 50 to 7 as shown in FIG. Degree, more preferably 40 to 10 degrees, still more preferably 3 degrees.
The range is 4 degrees to 15 degrees.
【0054】傾斜した反射面18aの断面形状を凹状と
することの効果を説明すると、例えば、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面18aが多数配列した態様では、図
4に示されるように凸状突起20aから平行直線状傾斜
反射面18aの方向に出射角度分布のブロードな広がり
を持って出射している光束21を、よりシャープな角度
特性を持つ光束22(より平行光束に近い光束)に変換
しながら、導光体11の法線方向に出射させることがで
きるようになるのであり、言い換えれば、凹面鏡ミラー
の効果を該平行直線状傾斜反射面18aに負わせること
ができるのである。The effect of making the cross-sectional shape of the inclined reflecting surface 18a concave will be described. For example, in the case where a large number of parallel linear and concave concave reflecting surfaces 18a are arranged, as shown in FIG. The light beam 21 emitted with a broad spread of the emission angle distribution in the direction of the parallel linear inclined reflection surface 18a from the projection 20a is converted into a light beam 22 (a light beam closer to a parallel light beam) having a sharper angular characteristic. The light can be emitted in the normal direction of the light guide 11 during the conversion, in other words, the effect of the concave mirror can be imparted to the parallel linear inclined reflection surface 18a.
【0055】すなわち、従来型の面光源装置では、製造
が困難で且つ製造できたとしても高価なプリズムアレー
等の部材を用いて実現していた集光効果を、このような
部材を用いずとも実現可能になるのであり、ほぼ同等な
光学特性を保ちながら、面光源装置を極めて簡略化され
た構成にすることができ、その結果組立工程数の低減、
歩留まりの向上、ゴミ混入確率の低減、低コスト化等、
実用的な面光源装置として極めて多くの利点を備えてい
るのである。That is, in the conventional surface light source device, the light-collecting effect which is difficult to manufacture and is realized by using an expensive member such as a prism array even if it can be manufactured can be achieved without using such a member. Therefore, the surface light source device can have an extremely simplified configuration while maintaining substantially the same optical characteristics, and as a result, the number of assembly steps can be reduced.
Improvement of yield, reduction of dust mixing probability, cost reduction, etc.
It has a great many advantages as a practical surface light source device.
【0056】また、従来型の面光源装置では、図22に
示されるように光源13が配設される導光体11の側端
部12において輝線28と呼ばれる外観を悪化させる現
象が発生していた。しかし、これは導光体11の側端部
12近傍で導光体11の上下面に反射シートを介して入
射する光線が最大の原因であり、この輝線28を除去す
るためにリフレクタ配置を変更したり、或いは反射シー
トに光吸収性の印刷を施す等して対策を施していたが、
これがさらなる構造の複雑化、高コスト化を招いてい
た。Further, in the conventional surface light source device, as shown in FIG. 22, at the side end 12 of the light guide 11 where the light source 13 is disposed, a phenomenon called a bright line 28 which deteriorates the appearance occurs. Was. However, this is mainly caused by light rays incident on the upper and lower surfaces of the light guide 11 through the reflection sheet near the side end 12 of the light guide 11, and the reflector arrangement was changed to remove the bright line 28. Or taking measures such as applying light-absorbing printing to the reflective sheet,
This has further complicated the structure and increased the cost.
【0057】しかしながら、本発明の面光源装置におい
ては、前述の如く、光反射シート17には傾斜した反射
面18aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似形の基本
ユニット18が用いられるため、図23に示されるよう
に従来型の面光源装置においては輝線成分となるべく入
射した光線も傾斜した反射面18aからなる基本ユニッ
ト18によって跳ね返され、輝線として導光体11上に
出射することはもはやないため、面光源としての外観品
質も極めて優れたものとなるのである。However, in the surface light source device of the present invention, as described above, the light reflection sheet 17 uses the substantially identical and / or substantially similar basic unit 18 composed of the inclined reflection surface 18a. As shown in (1), in the conventional surface light source device, light rays incident as much as possible to become bright line components are rebounded by the basic unit 18 composed of the inclined reflecting surface 18a, and are no longer emitted onto the light guide 11 as bright lines. In addition, the appearance quality as a surface light source is also extremely excellent.
【0058】ここで、本発明における面光源装置の集光
性の観点からは、断面凹状なる傾斜した反射面18aが
基本ユニット18に用いられる態様が好ましいことは、
前述した通りであるが、この断面凹状なる傾斜した反射
面18aは断面多角形状であることがさらに好ましい。
これは、金型を製作する際には、一般的にはダイヤモン
ドバイト等を用いた切削加工が用いられるが、バイト作
成が容易であるのは断面多角形状であるためである。Here, from the viewpoint of the light condensing property of the surface light source device of the present invention, it is preferable that an inclined reflecting surface 18 a having a concave cross section is used for the basic unit 18.
As described above, it is more preferable that the inclined reflecting surface 18a having a concave cross section has a polygonal cross section.
This is because, when a mold is manufactured, cutting using a diamond tool or the like is generally used. The reason why the tool is easy to create is that it has a polygonal cross section.
【0059】また、傾斜した反射面18aからなるほぼ
同一及び/又はほぼ相似形の基本ユニット1における本
発明の好適に用いられる別の態様としては、図17〜図
20に示されるように最大径3000μm以下、好まし
くは800μm以下、さらに好ましくは300μm以下
なる凹面鏡状の反射面18aを配列した構造が用いられ
ている態様が挙げられる。このような態様を用いること
の利点は、一方向のみではなく直交する2方向に集光を
果たすことが可能となるため、前述した平行直線状傾斜
反射面が多数配列した態様に比べて、更に集光性を向上
させることが可能になことである。Another preferred embodiment of the present invention in the substantially identical and / or substantially similar basic unit 1 composed of the inclined reflecting surface 18a has a maximum diameter as shown in FIGS. An embodiment in which a structure in which concave mirror-like reflecting surfaces 18a each having a size of 3000 μm or less, preferably 800 μm or less, and more preferably 300 μm or less are arranged is used. The advantage of using such an embodiment is that light can be condensed not only in one direction but also in two orthogonal directions. It is possible to improve the light collecting property.
【0060】ここで、上記凹面鏡状の傾斜面が配列した
構造が用いられている態様においても、凸状突起からな
るパターン部分から出射する、光反射シート側に向かう
光線成分を導光体の法線方向に反射するように形状設計
されていることは言うまでも無く、これによって、2方
向への集光と導光体正面方向への光束の方向変換を同時
に達成せしめ、面光源装置として極めて優れた照明光線
を得ることができるのである。Here, even in the embodiment using the structure in which the concave mirror-shaped inclined surfaces are arranged, the light component emitted from the pattern portion composed of the convex protrusions toward the light reflecting sheet side is reflected by the light guide. Needless to say, the shape is designed so as to reflect in the linear direction, thereby simultaneously condensing light in two directions and changing the direction of the light beam in the front direction of the light guide. Excellent illumination light can be obtained.
【0061】また、本発明において面光源装置の集光性
をさらに向上させるためには、導光体の上面15(凸状
突起からなるパターンが配されていない側の面)には、
ピッチ200μm以下、好ましくは150μm以下、さ
らに好ましくは100μm以下にて、図24に示される
ような山形状の凹凸25を、もしくは図25に示される
ような波板状の凹凸26を、更に図26に示されるよう
なレンチキュラーレンズ素子27を設けることが好まし
い。In order to further improve the light-collecting property of the surface light source device in the present invention, the upper surface 15 of the light guide (the surface on which the pattern composed of the convex protrusions is not disposed) is provided with
At a pitch of 200 μm or less, preferably 150 μm or less, more preferably 100 μm or less, a mountain-shaped unevenness 25 as shown in FIG. 24 or a corrugated plate-shaped unevenness 26 as shown in FIG. It is preferable to provide a lenticular lens element 27 as shown in FIG.
【0062】この際に、山形状もしくは波板状の凹凸2
5、26の向きは、光源13が設配される側端部12に
対して尾根線がほぼ垂直になるように設けられる。これ
によって、光反射シート17に設けられた断面凹状等の
傾斜した反射面18aから得られる集光効果と併せて、
極めて高い集光効果を得ることが可能となるのである。At this time, peak-shaped or corrugated unevenness 2
The directions of 5 and 26 are provided such that the ridge line is substantially perpendicular to the side end 12 where the light source 13 is provided. Thereby, in addition to the light condensing effect obtained from the inclined reflecting surface 18 a having a concave cross section provided on the light reflecting sheet 17,
An extremely high light-collecting effect can be obtained.
【0063】本発明において光反射シート17に用いら
れる反射材質については特に限定されるものではない
が、銀もしくはアルミニウムを表面にコーティングして
反射面18aを形成するのが製造の容易性から最も好適
である。特に銀反射層を真空蒸着、スパッタリング、及
びイオンプレーティング等のドライプロセスを用いて薄
膜形成し、表面にコーティングする方法が最も好まし
い。The reflective material used for the light reflecting sheet 17 in the present invention is not particularly limited, but it is most preferable to coat the surface with silver or aluminum to form the reflective surface 18a from the viewpoint of ease of manufacture. It is. In particular, a method of forming a thin silver reflective layer using a dry process such as vacuum evaporation, sputtering, or ion plating and coating the surface is most preferable.
【0064】また、例えば銀による真空蒸着をする以前
に、傾斜した反射面18aからなるほぼ同一及び/又は
ほぼ相似形状の基本ユニット18が賦形された基材シー
ト表面をサンドブラスト加工する等して、マット処理を
施すこともできる。このように処理することで、正反射
性の反射面に適度の光拡散性を持たせることができるよ
うになり、出射光線の角度分布特性の拡大、照明光線の
ぎらつき抑制、或いは液晶セルのゲートアレーとの干渉
に由来するモアレ模様の発生防止等の効果を得ることが
可能となる。For example, before the vacuum deposition with silver, the surface of the base sheet on which the basic unit 18 having the substantially identical and / or substantially similar shape formed of the inclined reflecting surface 18a is formed by sandblasting or the like. Alternatively, a mat treatment can be performed. By performing such processing, it becomes possible to impart a proper light diffusing property to the specular reflection surface, to increase the angular distribution characteristics of the emitted light, suppress the glare of the illumination light, or reduce the liquid crystal cell. It is possible to obtain effects such as prevention of generation of a moiré pattern due to interference with the gate array.
【0065】また、銀反射層等の光沢性金属表面は非常
に傷つき易く、また酸化劣化等も発生しやすい状態にあ
るため、表面には保護層として紫外線硬化性アクリル樹
脂塗料を塗布する等して傷つき等による光学特性の悪化
を防止するのが好ましい。さらには、保護層としてアク
リルビーズ等に代表される光透過性ビーズのコーティン
グ層を設けることによって前述の傾斜した反射面からな
るほぼ同一及び/又はほぼ相似形状の基本ユニットにマ
ット処理を施したのと同一の効果を得ることもできるよ
うになる。Also, since the glossy metal surface such as the silver reflection layer is very easily damaged and easily oxidized and deteriorated, an ultraviolet-curable acrylic resin paint is applied to the surface as a protective layer. It is preferable to prevent the deterioration of the optical characteristics due to scratches or the like. Furthermore, by providing a coating layer of a light-transmitting bead represented by an acrylic bead or the like as a protective layer, a matting treatment is applied to the above-described basic unit having substantially the same and / or substantially similar shape composed of the inclined reflecting surface. The same effect can be obtained.
【0066】加えてこの透明コート層に光学薄膜として
の機能を持たせ、入射光線の制御性をさらに高度化する
こともできる。例えば、λ/4板、λ/2板等の光学薄
膜を設けることもできるし、これらの光学薄膜をさらに
積層することによってビームスプリッター機能や偏光変
換機能等の入射光線の偏光状態を制御する機能をも有し
た光反射シートを得ることも可能である。In addition, the function of the transparent coat layer as an optical thin film can be imparted to further enhance the controllability of incident light. For example, an optical thin film such as a λ / 4 plate or a λ / 2 plate can be provided, and a function of controlling the polarization state of an incident light beam such as a beam splitter function or a polarization conversion function by further laminating these optical thin films. It is also possible to obtain a light reflecting sheet having the following.
【0067】また、反射層はなにも正反射性の金属材質
による反射層のみに制限されるものではなく、例えばチ
タニア等の白色顔料を混練したポリエステル樹脂による
拡散反射性の反射層を用いることもできる。この場合に
は入射光線は拡散反射性の反射面によって色々な方向に
散乱されるため、反射光の指向性を拡大することが可能
となり、照明光線の視野角度特性をAg薄膜等の正反射
性反射面を用いた場合よりもさらに拡大することが可能
となるのである。The reflection layer is not limited to a reflection layer made of a regular reflection metal material. For example, a diffusion reflection layer made of a polyester resin kneaded with a white pigment such as titania is used. Can also. In this case, since the incident light is scattered in various directions by the diffuse reflection surface, the directivity of the reflected light can be expanded, and the viewing angle characteristics of the illumination light can be changed to the regular reflection property of an Ag thin film or the like. Thus, it is possible to further enlarge the case where the reflecting surface is used.
【0068】拡散反射層の形成法としてはこの他にも、
発泡性ポリエステル樹脂、発泡性ポリオレフィン樹脂、
発泡性ABS樹脂等から拡散反射性の反射層を得る態
様、基材表面に白色顔料からなる塗料をコーティングす
る態様等が挙げられる。As a method of forming the diffuse reflection layer, besides the above,
Foamable polyester resin, foamable polyolefin resin,
Examples include a mode in which a reflective layer having a diffuse reflection property is obtained from a foamable ABS resin and the like, and a mode in which a base material surface is coated with a paint made of a white pigment.
【0069】本発明の好ましい態様においては、光反射
シート17は樹脂材料によって形成される。特にポリエ
ステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹
脂、又は環状ポリオレフィン系樹脂が好適に用いられ、
凹状反射面アレーの形成には熱プレス成形による賦形、
もしくは光硬化性樹脂による賦形が好適に用いられる。In a preferred embodiment of the present invention, the light reflection sheet 17 is formed of a resin material. In particular, a polyester resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, or a cyclic polyolefin resin is preferably used,
For forming the concave reflecting surface array, shaping by hot press molding,
Alternatively, shaping with a photocurable resin is suitably used.
【0070】本発明において、液晶ディスプレイ装置と
は液晶分子の電気光学効果、即ち光学異方性(屈折率異
方性)、配向性等を利用し、任意の表示単位に電界印加
或いは通電して液晶の配向状態を変化させ、光線透過率
や反射率を変えることで駆動する、光シャッタの配列体
である液晶セルを用いて表示を行うものをいう。In the present invention, the liquid crystal display device uses an electro-optical effect of liquid crystal molecules, that is, optical anisotropy (refractive index anisotropy), orientation, and the like, and applies an electric field or applies an electric current to an arbitrary display unit. It refers to a device that performs display by using a liquid crystal cell, which is an array of optical shutters, driven by changing the alignment state of liquid crystal and changing light transmittance and reflectance.
【0071】具体的には、透過型単純マトリクス駆動ス
ーパーツイステッドネマチックモード、透過型アクティ
ブマトリクス駆動ツイステッドネマチックモード、透過
型アクティブマトリクス駆動インプレーンスイッチング
モード、透過型アクティブマトリクス駆動マルチドメイ
ンヴァーチカルアラインドモード等の液晶表示素子が挙
げられる。More specifically, transmission type simple matrix driving super twisted nematic mode, transmission type active matrix driving twisted nematic mode, transmission type active matrix driving in-plane switching mode, transmission type active matrix driving multi-domain vertical aligned mode, etc. Liquid crystal display device.
【0072】本発明の面光源装置をこれら液晶表示素子
のバックライト光源手段として液晶ディスプレイ装置を
構成することにより、前述した光反射シートを用いる面
光源装置の効果により、薄型化(シート少ない)、画像
品質の向上、特に輝線の少ない、また構造が簡単で組立
て性が向上し、しかも歩留まりも高く、更にはコストが
低減した液晶ディスプレイ装置を得ることができる。By configuring the surface light source device of the present invention as a backlight light source for these liquid crystal display elements in a liquid crystal display device, the surface light source device using the light reflecting sheet described above can be reduced in thickness (less sheets). It is possible to obtain a liquid crystal display device with improved image quality, particularly with less bright lines, with a simple structure, improved assemblability, high yield, and reduced cost.
【0073】[0073]
【実施例】以下、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。 (実施例1)導光体11として350.0×285.0
mm、厚み5mmのアクリル樹脂を使用し、2つの長辺
部に冷陰極管からなる線状光源13を配するとして、線
状光源13から離れるにしたがって長さが一軸方向に相
対的に大きくなるようにパターニングした、開口部形状
が長方形の凸状突起20aを導光体11上に形成した。
図6に凸状突起20aの拡大図を示す。凸状突起20a
の深さhは30.0μmとし、線状光源13に垂直な方
向に対する断面で見た際の凸状突起20aの最小開口幅
Wminは25.0μmとされている。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. (Example 1) 350.0 × 285.0 as the light guide 11
Assuming that a linear light source 13 composed of a cold-cathode tube is disposed on two long sides using an acrylic resin having a thickness of 5 mm and a thickness of 5 mm, the length becomes relatively larger in the uniaxial direction as the distance from the linear light source 13 increases. A convex protrusion 20a having a rectangular opening shape and patterned as described above was formed on the light guide 11.
FIG. 6 shows an enlarged view of the projection 20a. Convex protrusion 20a
Has a depth h of 30.0 μm, and the minimum opening width Wmin of the projection 20 a when viewed in a cross section in a direction perpendicular to the linear light source 13 is 25.0 μm.
【0074】ここで、凸状突起20aの形成に用いる金
型は、厚さ30μmなるドライフィルムレジストをガラ
ス板上にラミネートし、フォトリソグラフィーによって
パターンを形成し、該ドライフィルムレジストによるパ
ターニングを施したガラス板上に電極を蒸着し、これを
マスターとしてニッケル電鋳によって得ている。Here, the mold used to form the projections 20a was formed by laminating a dry film resist having a thickness of 30 μm on a glass plate, forming a pattern by photolithography, and performing patterning with the dry film resist. Electrodes are deposited on a glass plate and used as a master by nickel electroforming.
【0075】導光体11の光取り出し機構20である凸
状突起20aは光反射シート17が配設される側に設け
られ、前述した形状の凸状突起20aを光取り出し機構
20とした効果によって、導光体11から出射する光束
の87%が光反射シートの側に出射する本発明に用いる
のに好適な導光体が得られた。The convex protrusion 20a, which is the light extraction mechanism 20 of the light guide 11, is provided on the side where the light reflection sheet 17 is provided, and the convex projection 20a having the above-described shape is used as the light extraction mechanism 20. Thus, a light guide suitable for use in the present invention, in which 87% of the light flux emitted from the light guide 11 is emitted toward the light reflecting sheet, was obtained.
【0076】光反射シートとしては、図3に示される形
状で且つ尾根線が平行に配列した平行直線状傾斜反射面
18aを基本ユニット18とする、光反射シート17が
用いられた。ピッチは120μmとされ、反射層(面)
には銀のスパッタリング層を用い、この銀スパッタリン
グ層表面にはアクリル樹脂がコーティングされている。
傾斜した反射面18aの傾斜角度は24.5度とされ、
凸状突起20aからなる光取り出し機構20により得ら
れる導光体11から光反射シート17の側に出射する光
線を、光反射シート17によって方向変換し、導光体1
1の法線方向に光線が出射する光学系を得た。As the light reflection sheet, a light reflection sheet 17 having a basic unit 18 having a parallel linear inclined reflection surface 18a having the shape shown in FIG. 3 and ridge lines arranged in parallel was used. The pitch is 120 μm, and the reflective layer (surface)
, A silver sputtering layer is used, and the surface of the silver sputtering layer is coated with an acrylic resin.
The inclination angle of the inclined reflecting surface 18a is 24.5 degrees,
The light emitted from the light guide 11 obtained by the light extraction mechanism 20 including the convex protrusions 20a to the light reflection sheet 17 side is changed in direction by the light reflection sheet 17, and the light guide 1
An optical system that emits light in the normal direction of 1 was obtained.
【0077】光源13には管径2.6mmなる冷陰極管
を用い、インバーターを介して高周波点灯し、導光体1
1の光出射面15直上にはヘーズ65%なるアクリルビ
ーズをコーティングして得られた光拡散シート30を配
設し、面光源装置を得た。管電流6mAとし、輝度測定
装置(トブコム製、BM−7)を用いて面内25点の平
均輝度を測定した結果、平均輝度2250nitが得ら
れ、輝度性能及び輝度ムラとも、液晶ディスプレイパネ
ルのバックライト光源として実用に十分な光学特性であ
ることが確認された。As the light source 13, a cold cathode tube having a diameter of 2.6 mm is used.
The light diffusion sheet 30 obtained by coating acrylic beads having a haze of 65% was disposed immediately above the light emission surface 15 of the first light-emitting surface 15 to obtain a surface light source device. With a tube current of 6 mA, the average luminance at 25 points in the plane was measured using a luminance measuring device (manufactured by Tobcom, BM-7). As a result, an average luminance of 2250 nit was obtained. It was confirmed that the optical characteristics were sufficient for practical use as a light source.
【0078】また、通常配設されるプリズムシートを用
いていないため、シート間にゴミの混入等も少なく、組
立て性も良好であった。また、光反射シート17の効果
によって、従来型の面光源装置で発生していた光源近傍
に現れる輝線も除去され、画像品質に優れたものであっ
た。Further, since a prism sheet normally provided was not used, there was little dust mixed between the sheets and the assembling property was good. In addition, due to the effect of the light reflecting sheet 17, a bright line appearing in the vicinity of the light source, which was generated in the conventional surface light source device, was removed, and the image quality was excellent.
【0079】(実施例2)導光体11として210.0
×190.0mm、厚みが光源付近では2mm、光源か
ら最も離れた位置では0.6mmなる短辺方向に厚みの
変化する楔型形状のアクリル板を使用し、厚肉部に冷陰
極管からなる線状光源を配するとして、線状光源から離
れるにしたがって長さが一軸方向に相対的に大きくなる
ようにパターニングした開口部形状が楕円形の凸状突起
20aを導光体11上に形成した。図5に凸状突起20
aの拡大図を示す。(Example 2) As the light guide 11, 210.0
× 190.0 mm, a thickness of 2 mm near the light source, 0.6 mm at the position farthest from the light source, a wedge-shaped acrylic plate whose thickness changes in the short side direction is used, and a cold cathode tube is used for the thick part Assuming that a linear light source is provided, a convex protrusion 20a having an elliptical opening is formed on the light guide 11 so as to be patterned such that the length becomes relatively large in the uniaxial direction as the distance from the linear light source increases. . FIG.
The enlarged view of a is shown.
【0080】凸状突起20aの深さhは50.0μmと
し、線状光源に垂直な方向に対する断面で見た際の凸状
突起20aの最小開口幅Wminは55.0μmとされ
ている。ここで、凸状突起20aの形成に用いる金型
は、厚さ50μmなるドライフィルムレジストをガラス
板上にラミネートし、フォトリソグラフィーによってパ
ターンを形成し、該ドライフィルムレジストによるパタ
ーニングを施したガラス板上に電極を蒸着し、これをマ
スターとしてニッケル電鋳によって得ている。The depth h of the projection 20a is 50.0 μm, and the minimum opening width Wmin of the projection 20a when viewed in a section perpendicular to the linear light source is 55.0 μm. Here, the mold used for forming the projections 20a is formed by laminating a dry film resist having a thickness of 50 μm on a glass plate, forming a pattern by photolithography, and forming a pattern by the dry film resist on the glass plate. An electrode is formed by vapor deposition, and this is used as a master by nickel electroforming.
【0081】導光体11の凸状突起20aからなる光取
り出し機構20が設けられない側には、導光体11の光
集光性をさらに高めるべく、図24に示されるように頂
角90度、ピッチ50μmなるプリズムアレーが形成さ
れ、該プリズムアレーの尾根線は線状光源13が配設さ
れる側端部12に垂直になるように配置されている。On the side of the light guide 11 where the light extraction mechanism 20 composed of the convex projections 20a is not provided, in order to further enhance the light condensing property of the light guide 11, as shown in FIG. A prism array having a pitch of 50 μm is formed, and the ridge line of the prism array is arranged to be perpendicular to the side end 12 where the linear light source 13 is provided.
【0082】導光体11の光取り出し機構20である凸
状突起20aは光反射シート17が配設される側に設け
られ、前述した形状の凸状突起20aを光取り出し機構
20とした効果によって、導光体11から出射する光束
の74%が光反射シート17の側に出射する本発明に用
いるのに好適な導光体が得られた。The convex projection 20a, which is the light extraction mechanism 20 of the light guide 11, is provided on the side on which the light reflecting sheet 17 is provided, and the convex projection 20a having the above-described shape is used as the light extraction mechanism 20. Thus, a light guide suitable for use in the present invention in which 74% of the light flux emitted from the light guide 11 is emitted toward the light reflection sheet 17 was obtained.
【0083】光反射シートには、図15に示される形状
で且つ尾根線が平行に配列した平行直線状傾斜反射面1
8aを基本ユニット18とする、光反射シート17が用
いられた。ピッチは100μmとされ、反射層(面)に
は銀のスパッタリング層を用い、この銀スパッタリング
層表面にはアクリル樹脂がコーティングされている。傾
斜した反射面18aの傾斜角度αは27度とされ、凸状
突起20aからなる光取り出し機構20により得られる
導光体11から光反射シート17の側に出射する光線
を、光反射シート17によって方向変換し、導光体11
の法線方向に光線が出射する光学系を得た。The light reflecting sheet has a parallel linear inclined reflecting surface 1 having a shape shown in FIG. 15 and ridge lines arranged in parallel.
A light reflection sheet 17 having a base unit 8a was used. The pitch is 100 μm, and a silver sputtering layer is used for the reflection layer (surface), and the surface of the silver sputtering layer is coated with an acrylic resin. The inclination angle α of the inclined reflecting surface 18a is set to 27 degrees, and the light emitted from the light guide 11 obtained by the light extraction mechanism 20 including the convex protrusions 20a to the light reflection sheet 17 side is reflected by the light reflection sheet 17. Change direction, light guide 11
An optical system that emits light in the normal direction was obtained.
【0084】光源13には管径2.0mmなる冷陰極管
を用い、インバーターを介して高周波点灯し、導光体1
1の光出射面15直上にはヘーズ42%なるアクリルビ
ーズをコーティングして得られた光拡散シート30を配
設し、面光源装置を得た。管電流6mAとし、輝度測定
装置(トプコム製、BM−7)を用いて面内25点の平
均輝度を測定した結果、平均輝度1820nitが得ら
れ、輝度性能および輝度ムラとも、液晶ディスプレイパ
ネルのバックライト光源として実用に十分な光学特性で
あることが確認された。A cold cathode tube having a tube diameter of 2.0 mm was used as the light source 13, and was turned on at a high frequency via an inverter.
A light diffusion sheet 30 obtained by coating acrylic beads having a haze of 42% was disposed immediately above the light exit surface 15 of the first light-emitting surface 15 to obtain a surface light source device. With a tube current of 6 mA, an average luminance of 1820 nits was obtained as a result of measuring the average luminance at 25 points in the plane using a luminance measuring device (BM-7, manufactured by Topcom). It was confirmed that the optical characteristics were sufficient for practical use as a light source.
【0085】また、通常であれば2枚も配設されるプリ
ズムシートを用いていないため、シート間にゴミの混入
等も少なく、組立て性も極めて良好であり、更には余分
なシートがないため、薄型且つ軽量の面光源装置が得ら
れた。また、光反射シート17の効果によって、従来型
の面光源装置では発生し、特別な対策が必要であった光
源近傍に現れる輝線も除去され、画像品質に優れたもの
であった。Also, since no prism sheet is usually provided, two dust sheets are not mixed between the sheets, the assembling property is very good, and there is no extra sheet. Thus, a thin and lightweight surface light source device was obtained. In addition, due to the effect of the light reflection sheet 17, a bright line which occurs in the conventional surface light source device and appears near the light source, which requires special measures, is removed, and the image quality is excellent.
【0086】(実施例3)導光体11として45.0×
37.0mm、厚みが1mmなるアクリル板を使用し、
コーナー部に白色LEDからなる線状光源13を配設
し、光源13が配設されるコーナー部から離れるにした
がって長さが一軸方向に相対的に大きくなるようにパタ
ーニングした、開口部形状が菱形の凸状突起20aを導
光体11上に形成した。図8に凸状突起20aの拡大図
を示す。(Embodiment 3) As the light guide 11, 45.0 ×
Using an acrylic plate with a thickness of 37.0 mm and a thickness of 1 mm,
A linear light source 13 composed of a white LED is provided at a corner, and the opening is shaped like a rhombus that is patterned so that the length becomes relatively larger in a uniaxial direction as the distance from the corner where the light source 13 is provided. Are formed on the light guide 11. FIG. 8 shows an enlarged view of the projection 20a.
【0087】凸状突起20aの深さhは27.0μmと
し、線状光源13に垂直な方向に対する断面で見た際の
凸状突起20aの最小開口幅Wminは31.0μmと
されている。ここで、凸状突起20aの形成に用いる金
型は、実施例1、2と同様に、ドライフィルムレジスト
によるパターニングを施したガラス板上に電極を蒸着
し、これをマスターとしてニッケル電鋳によって得た。The depth h of the projection 20a is 27.0 μm, and the minimum opening width Wmin of the projection 20a when viewed in a section perpendicular to the linear light source 13 is 31.0 μm. Here, as in the case of the first and second embodiments, the mold used for forming the convex protrusions 20a is obtained by depositing an electrode on a glass plate patterned with a dry film resist and using this as a master by nickel electroforming. Was.
【0088】導光体11の凸状突起20aからなる光取
り出し機構20が設けられない側には、導光体11の集
光性をさらに高めるべく、頂角90度、ピッチ50μm
なるプリズムアレーが形成され、該プリズムアレーの尾
根線は白色LED光源が配される側端部に垂直になるよ
うに配置されている。On the side of the light guide 11 on which the light extraction mechanism 20 composed of the convex protrusions 20a is not provided, the apex angle is 90 degrees and the pitch is 50 μm in order to further enhance the light condensing property of the light guide 11.
The prism array is formed such that the ridge line of the prism array is perpendicular to the side end where the white LED light source is arranged.
【0089】導光体11の光取り出し機構20である凸
状突起20aは光反射シート17が配設される側に設け
られ、前述した形状の凸状突起20aを光取り出し機構
20とした効果によって、導光体11から出射する光束
の72%が光反射シート17の側に出射する、本発明に
用いるのに好適な導光体が得られた。The convex projection 20a, which is the light extraction mechanism 20 of the light guide 11, is provided on the side where the light reflection sheet 17 is provided, and the convex projection 20a having the above-described shape is used as the light extraction mechanism 20. Thus, a light guide suitable for use in the present invention was obtained, in which 72% of the light flux emitted from the light guide 11 was emitted toward the light reflection sheet 17.
【0090】光反射シートとしては、図18に示される
形状で且つ凹面鏡状の反射面18aを基本ユニット18
とする、光反射シート17が用いられた。凹面鏡部の最
大径は70μmとされ、反射層(面)には銀のスパッタ
リング層を用い、この銀スパッタリング層表面にはビー
ズ入りのアクリル樹脂がコーティングされている。傾斜
した反射面18aの傾斜角度αは24度とされ、凸状突
起20aからなる光取り出し機構20により得られる導
光体11から光反射シート17の側に出射する光線を、
光反射シート17によって方向変換し、導光体11の法
線方向に光線が出射する光学系を得た。As the light reflecting sheet, a reflecting surface 18a having the shape shown in FIG.
The light reflection sheet 17 was used. The maximum diameter of the concave mirror portion is 70 μm, and a silver sputtering layer is used for the reflection layer (surface), and the surface of the silver sputtering layer is coated with an acrylic resin containing beads. The inclination angle α of the inclined reflection surface 18a is set to 24 degrees, and the light emitted from the light guide 11 obtained by the light extraction mechanism 20 including the convex protrusions 20a to the light reflection sheet 17 side is
The direction of the light was changed by the light reflection sheet 17, and an optical system in which light was emitted in the normal direction of the light guide 11 was obtained.
【0091】光源には外形2.0×3.0×1.6mm
なるチップタイプの白色LEDを用い、直流電圧3.3
Vにて点灯し、白色LEDを光源とする面光源装置を得
た。輝度測定装置(トプコム製、BM−7)を用いて面
内5点の平均輝度を測定した結果、平均輝度430ni
tが得られ、輝度性能および輝度ムラとも、携帯型液晶
ディスプレイパネルのバックライト光源として実用する
に十分な光学特性であることが確認された。The light source has an outer shape of 2.0 × 3.0 × 1.6 mm.
DC voltage of 3.3 using a chip type white LED
A surface light source device which was turned on at V and used a white LED as a light source was obtained. As a result of measuring the average luminance at five points in the plane using a luminance measuring device (BM-7, manufactured by Topcom), the average luminance was 430 ni.
t was obtained, and it was confirmed that both the luminance performance and the luminance unevenness were optical characteristics sufficient for practical use as a backlight light source of a portable liquid crystal display panel.
【0092】また、通常使用されるプリズムシートを用
いていないため、組立性も極めて良好であり、さらには
余分なシートがないため、薄型且つ軽量の面光源装置が
得られた。また、光反射シート17の表面にコーティン
グされたアクリルビーズの効果によって、照明光のぎら
つきも改良されたため、導光体11直上に液晶パネルを
配しても実用に耐え得る、極めて構造簡素な面光源装置
を得ることができた。Further, since a prism sheet which is generally used is not used, the assembling property is extremely good, and since there is no extra sheet, a thin and lightweight surface light source device can be obtained. In addition, since the glare of the illumination light is also improved by the effect of the acrylic beads coated on the surface of the light reflection sheet 17, the liquid crystal panel can be put to practical use even if the liquid crystal panel is arranged right above the light guide 11. A surface light source device was obtained.
【0093】(実施例4)尾根線が平行に配列した平行
直線状傾斜反射面18aを基本ユニット18とし、この
基本ユニット18aの断面形状を図16に示されるよう
に凹状とした光反射シート17を用いることの他は実施
例1と同様にして面光源装置を得た。断面凹状なる反射
面の効果によって、光反射シート側に出光した光束は導
光体の法線方向に変角されると同時に集光され、これに
よって平均輝度は実施例1に比較して2880nitに
高まった。面光源装置としての実用性は実施例1と同様
に極めて高いものである。(Example 4) A light reflection sheet 17 in which a parallel linear inclined reflection surface 18a in which ridge lines are arranged in parallel is used as a basic unit 18, and the cross-sectional shape of the basic unit 18a is concave as shown in FIG. A surface light source device was obtained in the same manner as in Example 1 except for using. Due to the effect of the reflecting surface having a concave cross section, the light flux emitted to the light reflecting sheet side is changed in the direction of the normal line of the light guide and collected at the same time, so that the average luminance is 2880 nits compared to the first embodiment. Heightened. The practicality as a surface light source device is extremely high as in the first embodiment.
【0094】(実施例5)実施例2に記載の面光源装置
において、パターニングを変更し、同一形状の凸状突起
20aが線状光源13から離れるにしたがって分布密度
が大きくなる図12に示されるパターニング形状とし
た。凸状突起20aの深さhは50μm、最小開口幅W
minは55μm、最大開口幅Wmaxも55μmとな
る開口部形状が正方形の凸状突起を用いている。(Embodiment 5) In the surface light source device described in Embodiment 2, the patterning is changed, and the distribution density increases as the protrusions 20a of the same shape move away from the linear light source 13 as shown in FIG. It was a patterned shape. The depth h of the projection 20a is 50 μm, and the minimum opening width W
A convex protrusion having a square opening shape and having a minimum opening width of 55 μm and a maximum opening width Wmax of 55 μm is used.
【0095】前述したパターン形状を用いたことによっ
て、図11に示されるように光反射シート17の側に選
択的に光を出射する能力が高まり、導光体11から出射
する光束の88%が光反射シート17の側に出射する本
発明に用いるのに極めて好適な導光体が得られた。面内
25点の平均輝度は2150nitが得られ、面光源装
置としての実用性は実施例2と同様に極めて高いもので
あった。By using the above-described pattern shape, as shown in FIG. 11, the ability to selectively emit light toward the light reflecting sheet 17 is enhanced, and 88% of the light flux emitted from the light guide 11 is reduced. An extremely suitable light guide for use in the present invention, which is emitted to the light reflection sheet 17 side, was obtained. The average luminance at 25 points in the plane was 2150 nits, and the practicability as the surface light source device was extremely high as in Example 2.
【0096】[0096]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の面光源装
置によれば、前述した優れた光学特性を備え、構造が簡
単で且つ組立て性に優れた安価な面光源装置を得ること
ができ、更にこの面光源装置をバックライト光源手段と
して用いることにより、構造が簡単で且つ組立て性に優
れた安価な液晶ディスプレイ装置を得ることができる。As described above, according to the surface light source device of the present invention, it is possible to obtain an inexpensive surface light source device having the above-mentioned excellent optical characteristics, a simple structure, and an excellent assembling property. Further, by using this surface light source device as a backlight light source means, an inexpensive liquid crystal display device having a simple structure and excellent assemblability can be obtained.
【図1】本発明の一実施形態に係る面光源装置の主要部
を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a surface light source device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の面光源装置に用いられる光反射シート
であって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且つ
平坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形
成された光反射シートの部分的な平面図及び2b−2b
線で切断して示す断面図である。FIG. 2 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, in which a plurality of basic units each having a parallel ridge line and arranged in parallel and having a flat inclined reflection surface are formed on the surface. Partial plan view of reflection sheet and 2b-2b
It is sectional drawing cut | disconnected and shown by a line.
【図3】本発明の面光源装置に用いられる光反射シート
であって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且つ
平坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形
成された他の態様の光反射シートの部分的な平面図及び
3b−3b線で切断して示す断面図である。FIG. 3 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, in which a plurality of basic units each having a parallel linear ridge and a flat inclined reflection surface are formed on the surface, and ridge lines are arranged in parallel. 3A and 3B are a partial plan view and a cross-sectional view taken along line 3b-3b of the light reflecting sheet according to the embodiment.
【図4】図1に示される実施形態の面光源装置において
導光体に入射した光線が面光源となる状態を模式的に示
す構成説明図である。FIG. 4 is a configuration explanatory view schematically showing a state in which a light beam incident on a light guide becomes a surface light source in the surface light source device of the embodiment shown in FIG. 1;
【図5】導光体に設けられる光取り出し機構を構成する
凸状突起の一例について深さhと最小開口幅Wmin及
び最大開口幅Wmaxとの定義を示す概略的な構成説明
図である。FIG. 5 is a schematic structural explanatory view showing definitions of a depth h, a minimum opening width Wmin, and a maximum opening width Wmax for an example of a convex protrusion constituting a light extraction mechanism provided in a light guide.
【図6】導光体に設けられる光取り出し機構を構成する
凸状突起の他の例について深さhと最小開口幅Wmin
及び最大開口幅Wmaxとの定義を示す概略的な構成説
明図である。FIG. 6 shows a depth h and a minimum opening width Wmin of another example of the convex protrusion constituting the light extraction mechanism provided in the light guide.
FIG. 4 is a schematic configuration explanatory view showing definitions of a maximum opening width Wmax.
【図7】導光体に設けられる光取り出し機構を構成する
凸状突起の更に他の例について深さhと最小開口幅Wm
in及び最大開口幅Wmaxとの定義を示す概略的な構
成説明図である。FIG. 7 shows a depth h and a minimum opening width Wm of still another example of the convex protrusion constituting the light extraction mechanism provided in the light guide.
It is a schematic structure explanatory view showing the definition of in and the maximum opening width Wmax.
【図8】導光体に設けられる光取り出し機構を構成する
凸状突起の更に別な例について深さhと最小開口幅Wm
in及び最大開口幅Wmaxとの定義を示す概略的な構
成説明図である。FIG. 8 shows a depth h and a minimum opening width Wm of still another example of the convex protrusion constituting the light extraction mechanism provided in the light guide.
It is a schematic structure explanatory view showing the definition of in and the maximum opening width Wmax.
【図9】導光体に設けられる光取り出し機構を構成する
凸状突起の形状によって反射シート側に選択的に光線を
出射する能力が変化する状態を示す構成説明図である。FIG. 9 is a configuration explanatory view showing a state in which the ability to selectively emit a light beam toward the reflection sheet changes depending on the shape of a convex protrusion constituting a light extraction mechanism provided in the light guide.
【図10】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の形状によって反射シート側に選択的に光線
を出射する能力が変化する状態を示す構成説明図であ
る。FIG. 10 is a configuration explanatory view showing a state in which the ability to selectively emit a light beam to the reflection sheet side changes depending on the shape of a convex protrusion constituting a light extraction mechanism provided in the light guide.
【図11】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の形状によって反射シート側に選択的に光線
を出射する能力が変化する状態を示す構成説明図であ
る。FIG. 11 is a configuration explanatory view showing a state in which the ability to selectively emit a light beam to the reflection sheet side changes depending on the shape of a convex protrusion constituting a light extraction mechanism provided in the light guide.
【図12】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の配列パターンの一例を概略的に示す平面図
である。FIG. 12 is a plan view schematically showing an example of an arrangement pattern of convex protrusions constituting a light extraction mechanism provided in a light guide.
【図13】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の配列パターンの他の例を概略的に示す平面
図である。FIG. 13 is a plan view schematically showing another example of an arrangement pattern of convex protrusions constituting a light extraction mechanism provided in a light guide.
【図14】図2に示される光反射シートに形成された基
本ユニットの平行直線状で且つ平坦な傾斜反射面を部分
的に拡大し、傾斜した反射面の傾斜角度を示す断面図で
ある。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a parallel linear and flat inclined reflecting surface of the basic unit formed on the light reflecting sheet shown in FIG. 2 in a partially enlarged manner, and showing an inclination angle of the inclined reflecting surface;
【図15】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された更に他の態様の光反射シートの部分的な平面
図及び15b−15b線で切断して示す断面図である。FIG. 15 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, wherein a plurality of basic units each having a parallel linear ridge and a concave inclined reflection surface are formed on the surface, and the ridge lines are arranged in parallel. It is the partial top view of the light reflection sheet of another aspect, and sectional drawing cut | disconnected and shown by 15b-15b line.
【図16】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された別な態様の光反射シートの部分的な平面図及
び16b−16b線で切断して示す断面図である。FIG. 16 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, in which a plurality of basic units each having parallel ridge lines arranged in parallel and formed of parallel linear and concave inclined reflection surfaces are formed on the surface. FIG. 2 is a partial plan view of a light reflecting sheet according to an embodiment, and a cross-sectional view cut along line 16b-16b.
【図17】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された更に別な態様の光反射シートの部分的な平面
図及び17b−17b線で切断して示す断面図である。FIG. 17 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, further comprising a plurality of basic units formed of parallel linear and concave inclined reflection surfaces in which ridge lines are arranged in parallel. It is the partial top view of the light reflection sheet of another aspect, and sectional drawing cut | disconnected and shown by 17b-17b line.
【図18】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、凹面鏡状に形成された基本ユニットが多数
表面に形成された更に他の態様の光反射シートの部分的
な平面図及び18b−18b線で切断して示す断面図で
ある。FIG. 18 is a partial plan view of a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, which is a light reflection sheet of still another embodiment in which a large number of basic units formed in a concave mirror shape are formed on the surface; It is sectional drawing cut | disconnected and shown by 18b-18b line.
【図19】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された更に他の態様の光反射シートの部分的な平面
図及び19b−19b線で切断して示す断面図である。FIG. 19 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, wherein a plurality of basic units each having parallel ridges arranged in parallel and formed of parallel rectilinear and concave inclined reflection surfaces are formed on the surface. It is the partial top view of the light reflection sheet of other aspect, and sectional drawing cut | disconnected and shown by 19b-19b line.
【図20】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、凹面鏡状に形成された基本ユニットが多数
表面に形成された更に他の態様の光反射シートの部分的
な平面図及び20b−20b線で切断して示す断面図で
ある。FIG. 20 is a partial plan view of a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, which is a light reflection sheet of still another embodiment in which a number of basic units formed in a concave mirror shape are formed on the surface; It is sectional drawing cut | disconnected and shown by 20b-20b line.
【図21】図15に示される光反射シートに形成された
基本ユニットの凹状の傾斜反射面を部分的に拡大し、凹
状の傾斜反射面の傾斜角度を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing a partially inclined concave reflecting surface of the basic unit formed on the light reflecting sheet shown in FIG. 15, and showing an inclination angle of the concave inclined reflecting surface;
【図22】面光源装置において光源配設近傍の導光体に
輝線が発生する状態を示す構成説明図である。FIG. 22 is a configuration explanatory view showing a state in which a bright line is generated in the light guide near the light source provided in the surface light source device.
【図23】本発明の面光源装置の場合に光源配設近傍の
導光体に輝線が発生しづらいことを示す構成説明図であ
る。FIG. 23 is a configuration explanatory view showing that it is difficult to generate a bright line in the light guide near the light source arrangement in the case of the surface light source device of the present invention.
【図24】導光体の上面に集光機能を有する一手段が設
けられている本発明の他の実施形態に係る面光源装置を
部分的に示す斜視図である。FIG. 24 is a perspective view partially showing a surface light source device according to another embodiment of the present invention in which one means having a light collecting function is provided on the upper surface of a light guide.
【図25】導光体の上面に集光機能を有する他の手段が
設けられている本発明の他の実施形態に係る面光源装置
を部分的に示す斜視図である。FIG. 25 is a perspective view partially showing a surface light source device according to another embodiment of the present invention in which another unit having a light collecting function is provided on the upper surface of the light guide.
【図26】導光体の上面に集光機能を有する更に他の手
段が形成されている本発明の他の実施形態に係る面光源
装置を部分的に示す斜視図である。FIG. 26 is a perspective view partially showing a surface light source device according to another embodiment of the present invention in which still another means having a light collecting function is formed on the upper surface of a light guide.
【図27】導光体の光入射面近傍を概略的に示す部分的
な断面図である。FIG. 27 is a partial sectional view schematically showing the vicinity of a light incident surface of a light guide.
【図28】導光体への入射角度ψと屈折作用を受けた後
の導光体中への出射角度θとの関係を示す特性図であ
る。FIG. 28 is a characteristic diagram showing a relationship between an incident angle へ to a light guide and an emission angle θ into the light guide after being subjected to a refraction action.
【図29】本発明の導光体の光束の方向選択性の測定法
を示す説明図である。FIG. 29 is an explanatory view showing a method for measuring the direction selectivity of a light beam of the light guide according to the present invention.
10 面光源装置 11 導光体 12 側端部(光入射面) 13 線状光源(冷陰極管) 14 リフレクタ 15 光出射面 16 光出射面とは反対側の面 17 光反射シート 18 基本ユニット 18a 傾斜した反射面 18b 尾根線 19 基材 20 光取り出し機構(パターン) 20a 凸状突起 21 導光体から光反射シート側へ向かう光線成分 22 光反射シートで変角された光線 23 導光体内において光反射シートの側に向かわない
光線成分 24 導光体内を伝搬する光線 25 波板状の凹凸 26 波板状の凹凸 27 レンチキュラーレンズ素子 28 輝線 30 光拡散シートReference Signs List 10 surface light source device 11 light guide 12 side end (light incident surface) 13 linear light source (cold cathode tube) 14 reflector 15 light emitting surface 16 surface opposite to light emitting surface 17 light reflecting sheet 18 basic unit 18a Inclined reflective surface 18b Ridge line 19 Base material 20 Light extraction mechanism (pattern) 20a Convex projection 21 Light ray component going from light guide to light reflection sheet side 22 Light ray deflected by light reflection sheet 23 Light in light guide Light ray component not going to the reflection sheet side 24 Light ray propagating in the light guide 25 Corrugated irregularities 26 Corrugated irregularities 27 Lenticular lens element 28 Bright line 30 Light diffusion sheet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02F 1/13357 G02F 1/13357 // F21Y 103:00 F21Y 103:00 Fターム(参考) 2H038 AA55 BA06 2H042 BA02 BA03 BA04 BA15 BA20 DA02 DA04 DA11 DA17 DC02 DC12 DE04 2H091 FA14Z FA16Z FA21X FA23Z FA41Z FA42Z LA30 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G02F 1/13357 G02F 1/13357 // F21Y 103: 00 F21Y 103: 00 F term (Reference) 2H038 AA55 BA06 2H042 BA02 BA03 BA04 BA15 BA20 DA02 DA04 DA11 DA17 DC02 DC12 DE04 2H091 FA14Z FA16Z FA21X FA23Z FA41Z FA42Z LA30
Claims (17)
導光体に設けられた光取り出し機構と、前記導光体の側
端部に配設された光源と、前記導光体の前記光出射面と
対向する面側に配置された光反射シートとを含み、 前記光取り出し機構は、前記導光体の前記光出射面と対
向する面側に設けられた多数の凸状突起を配置してなる
パターンで形成され、 前記光反射シートは、その表面に多数の基本ユニットを
ピッチ5000μm以下にて配列して形成され、更に前
記各基本ユニットが傾斜した反射面で形成されているこ
とを特徴とする面光源装置。1. A light guide having one surface as a light exit surface, a light extraction mechanism provided on the light guide, a light source disposed on a side end of the light guide, and the light guide. A light-reflecting sheet disposed on a surface of the body facing the light-emitting surface, wherein the light-extracting mechanism includes a plurality of convex portions provided on a surface of the light guide that faces the light-emitting surface The light reflecting sheet is formed by arranging a large number of basic units on the surface thereof at a pitch of 5000 μm or less, and the respective basic units are formed by inclined reflecting surfaces. A surface light source device.
した前記各反射面が相互に平行で且つ直線状に形成さ
れ、且つ前記各基本ユニットはピッチ3000μm以下
で配列され、更に前記反射面の傾斜角度が前記導光体よ
り前記光反射シートの方向に出射した光線を前記導光体
の法線方向に反射する角度とされていることを特徴とす
る請求項1に記載の面光源装置。2. The inclined reflecting surfaces forming a large number of the basic units are formed in parallel with each other and linearly, and the basic units are arranged at a pitch of 3000 μm or less. The surface light source device according to claim 1, wherein the angle is an angle at which a light beam emitted from the light guide in the direction of the light reflecting sheet is reflected in a direction normal to the light guide.
記反射面の断面形状が凹状であることを特徴とする請求
項1又は2に記載の面光源装置。3. The surface light source device according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the inclined reflecting surface forming the basic unit is concave.
面凹状の前記反射面が、断面で見て直線の組み合わせに
よって構成されていることを特徴とする請求項3に記載
の面光源装置。4. The surface light source device according to claim 3, wherein the inclined concave reflecting surface forming the basic unit is formed by a combination of straight lines viewed in cross section.
として最大径3000μm以下なる凹面鏡状の反射面が
用いられ、且つ前記反射面の傾斜角度は前記導光体より
前記光反射シートの方向に出射した光線を前記導光体の
法線方向に反射する角度とされていることを特徴とする
請求項1〜4のいずれかに記載の面光源装置。5. A concave mirror-like reflecting surface having a maximum diameter of 3000 μm or less is used as the reflecting surface forming the basic unit, and the angle of inclination of the reflecting surface is emitted from the light guide toward the light reflecting sheet. The surface light source device according to any one of claims 1 to 4, wherein an angle at which the reflected light beam is reflected in a direction normal to the light guide.
inとで定義される値h/Wminが0.5以上とされ
ていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載
の面光源装置。6. A depth h and a minimum opening width Wm of the projection.
The surface light source device according to claim 1, wherein a value h / Wmin defined by “in” is 0.5 or more.
axとで定義される値h/Wmaxが0.5以上とされ
ていることを特徴とする請求項6に記載の面光源装置。7. A depth h and a maximum opening width Wm of the projection.
The surface light source device according to claim 6, wherein a value h / Wmax defined by ax is 0.5 or more.
構によって、前記導光体から出射する光束の65%以上
が前記光反射シートの側に出射することを特徴とする請
求項1〜7のいずれかに記載の面光源装置。8. The light reflection sheet according to claim 1, wherein 65% or more of the light flux emitted from the light guide is emitted toward the light reflection sheet by the light extraction mechanism including the convex protrusion. The surface light source device according to any one of the above.
端面に対する法線方向に尾根線をほぼ平行とする、集光
素子がピッチ200μm以下にて設けられていることを
特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の面光源装
置。9. A light condensing element having a ridge line substantially parallel to a normal direction to a light incident end face at a pitch of 200 μm or less is provided on the light exit surface of the light guide. The surface light source device according to claim 1.
光源から離れるにしたがって一軸方向に開口幅が拡大し
ていることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載
の面光源装置。10. The surface light source device according to claim 1, wherein an opening width of the pattern formed by the convex protrusions increases in a uniaxial direction as the pattern is separated from the light source.
ぼ同一形状の凸状突起を前記光源から離れるにしたがっ
て分布密度が増大するように配置して形成されているこ
とを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の面光源
装置。11. The pattern comprising the convex protrusions is formed by arranging convex protrusions having substantially the same shape so that the distribution density increases as the distance from the light source increases. 10. The surface light source device according to any one of claims 9 to 9.
もしくはアルミニウムのコート層からなり、且つ前記反
射面上には透明材質によるコート層が設けられているこ
とを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の面光
源装置。12. The light reflection sheet according to claim 1, wherein the reflection surface is made of a silver or aluminum coating layer, and a coating layer made of a transparent material is provided on the reflection surface. 12. The surface light source device according to any one of 11.
散反射性の白色材質からなることを特徴とする請求項1
〜11に記載の面光源装置。13. The light reflection sheet according to claim 1, wherein the reflection surface is made of a diffusely reflective white material.
12. The surface light source device according to any one of items 11 to 11.
膜であることを特徴とする請求項12に記載の面光源装
置。14. The surface light source device according to claim 12, wherein the coat layer made of the transparent material is an optical thin film.
ーズコーティング層であることを特徴とする請求項12
に記載の面光源装置。15. The method according to claim 12, wherein the coat layer made of the transparent material is a transparent bead coat layer.
A surface light source device according to claim 1.
いることを特徴とする請求項12に記載の面光源装置。16. The surface light source device according to claim 12, wherein a matting process is performed on the reflection surface.
光源装置をバックライト光学系に用いたことを特徴とす
る液晶ディスプレイ装置。17. A liquid crystal display device using the surface light source device according to claim 1 in a backlight optical system.
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US9423553B2 (en) | 2011-09-20 | 2016-08-23 | 3M Innovative Properties Company | Backlight device |
-
2001
- 2001-01-23 JP JP2001014860A patent/JP2002124116A/en active Pending
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