JP2001266628A - Surface light source device - Google Patents

Surface light source device

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JP2001266628A
JP2001266628A JP2000083062A JP2000083062A JP2001266628A JP 2001266628 A JP2001266628 A JP 2001266628A JP 2000083062 A JP2000083062 A JP 2000083062A JP 2000083062 A JP2000083062 A JP 2000083062A JP 2001266628 A JP2001266628 A JP 2001266628A
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light
guide plate
light guide
light source
source device
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-weight surface light source device, excellent in the optical characteristics with high average brightness and uniform distribution of brightness on the whole surface without local unevenness in brightness such as dark lines or bright lines. SOLUTION: In the surface light source device, rays from a light source are made to come in from the side end surface of a light guide plate 1. The light guide plate 1 has a light emitting surface 1a, a reflecting surface 1b opposite to the light emitting surface 1a, and a light incident surface 1c different from either light emitting surface 1a or the reflecting surface 1b. The reflecting surface 1b of the light guide plate 1 comprises plural flat surfaces and one or more curved surfaces, and the angles between respective plural flat surfaces and the light emitting surface 1a are different from each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置、広
告用看板、および避難誘導灯などのバックライトシステ
ム、または照明器具などの面光源装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight system such as a liquid crystal display, an advertising sign, and an evacuation guide light, or a surface light source device such as a lighting fixture.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶表示装置は、パーソナルコン
ピュータ、TV、ビデオムービ等のディスプレイ装置を
はじめ、種々の分野で広く使用されている。液晶表示装
置は、基本的に、バックライト部と液晶表示素子部とか
ら構成されており、バックライト部の構造には、液晶表
示装置の直下に光源を設けた直下方式や、導光板の側面
に光源を設けたエッジライト方式などがあり、液晶表示
装置の薄型化、軽量化、輝度の均一性などを考慮して、
エッジライト方式が多用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been widely used in various fields including display devices such as personal computers, TVs, and video movies. A liquid crystal display device basically includes a backlight portion and a liquid crystal display element portion. The structure of the backlight portion includes a direct type in which a light source is provided immediately below the liquid crystal display device, and a side surface of a light guide plate. There is an edge light system with a light source provided, and in consideration of thinning, weight reduction, uniformity of brightness, etc. of the liquid crystal display device,
The edge light method is frequently used.

【0003】エッジライト方式の面光源装置は、導光板
の側面部に光源を配置して、この導光板の表面全体を発
光させる構成であり、その代表例として、特公平7−9
7444号公報に開示されたものがある。
An edge light type surface light source device has a configuration in which a light source is arranged on a side surface of a light guide plate to emit light on the entire surface of the light guide plate.
There is one disclosed in Japanese Patent No. 7444.

【0004】エッジライト方式の面光源装置において、
導光板の四端面のうちの一端面を入光面として用いた面
光源装置の基本構成例を図11に示す。
In an edge light type surface light source device,
FIG. 11 shows a basic configuration example of a surface light source device using one of the four end surfaces of the light guide plate as a light incident surface.

【0005】この面光源装置は、光学的に透明な導光板
1、冷陰極管2、冷陰極管2の光を効率よく導光板1内
部に導くランプリフレクタ3、導光板1下面に近接して
配置された反射板4、導光板1上面に近接して配置され
た散乱板5、およびレンズシート6から構成されてい
る。本明細書においては、この導光板1の上面を発光面
1a、下面を反射面1bと称する。
In this surface light source device, an optically transparent light guide plate 1, a cold cathode tube 2, a lamp reflector 3 for efficiently guiding light from the cold cathode tube 2 into the inside of the light guide plate 1, and a light reflector close to the lower surface of the light guide plate 1. It comprises a reflection plate 4 arranged, a scattering plate 5 arranged close to the upper surface of the light guide plate 1, and a lens sheet 6. In this specification, the upper surface of the light guide plate 1 is referred to as a light emitting surface 1a, and the lower surface is referred to as a reflective surface 1b.

【0006】導光板1の反射面1bには、導光板1内部
に導かれた光源光を効率的に出射させるための反射パタ
ーンが形成され、導光板1の入光面からの距離に応じ
て、パターンの大きさ、密度、散乱反射性能などに分布
を設けることによって、発光面1a全面にわたって均一
な輝度分布が得られるような工夫がなされている。
On the reflection surface 1b of the light guide plate 1, there is formed a reflection pattern for efficiently emitting the light source light guided into the inside of the light guide plate 1, and according to the distance from the light entrance surface of the light guide plate 1. By providing distributions in the size, density, scattering reflection performance, and the like of the pattern, it is devised that a uniform luminance distribution can be obtained over the entire light emitting surface 1a.

【0007】なお、エッジライト方式の面光源装置にお
いては、導光板1の四側面いずれの面にも光源を配置す
ることが可能であるが、バッテリ駆動を行う携帯型の電
子機器においては、消費電力を極力少なくすることを目
的として、光源には陰極管が用いられ、直管型若しくは
L字型管型の一灯方式が主流となっている。図11に示
す面光源装置は、直管型の冷陰極管2を用いた面光源装
置の例である。
In the edge light type surface light source device, the light source can be arranged on any of the four side surfaces of the light guide plate 1. However, in a portable electronic device driven by a battery, the light source is consumed. For the purpose of minimizing the electric power, a cathode ray tube is used as a light source, and a single tube type or an L-shaped tube type is mainly used. The surface light source device shown in FIG. 11 is an example of a surface light source device using a straight tube type cold cathode tube 2.

【0008】図11に示すような面光源装置に要求され
る性能として、高輝度化、高輝度均斉化などと共に軽量
化が求められており、各構成部材に種々の工夫がなされ
ている。特に、導光板1は、入射した光源光を効率よく
発光面1aから出射することが必要とされる要件であ
る。
As the performance required for the surface light source device as shown in FIG. 11, it is required to reduce the weight as well as to increase the brightness and to make the brightness uniform, and various contrivances have been devised. In particular, the light guide plate 1 is a requirement that the incident light source light needs to be efficiently emitted from the light emitting surface 1a.

【0009】ところが、導光板1に関して、高輝度化と
軽量化とは相反する要求であって、高輝度化を行うため
に入光面1c側の導光板1の厚さを厚くし入射光量を増
加させると重量が増加するし、逆に、軽量化のために入
光面1c側の導光板1の厚さを薄くしようとすると輝度
が低下してしまう。
However, with respect to the light guide plate 1, high brightness and light weight are conflicting requirements. To achieve high brightness, the thickness of the light guide plate 1 on the light entrance surface 1c side is increased to reduce the amount of incident light. Increasing the weight increases the weight. Conversely, if the thickness of the light guide plate 1 on the light incident surface 1c side is reduced to reduce the weight, the brightness decreases.

【0010】このような課題を解決するために、導光板
1の断面形状、特に入光面近傍の形状を工夫し、入光面
1cから入射する光源光の光量を増加させる方法に関し
て、従来から数多くの提案がなされてきた。
[0010] In order to solve such a problem, a method of increasing the amount of light source light incident from the light incident surface 1c by devising the cross-sectional shape of the light guide plate 1, particularly the shape near the light incident surface, has been known. Many proposals have been made.

【0011】例えば、特開昭63−208001号公報
には、導光板の反射面の断面形状を2次以上の曲線とす
る方法が開示されており、特開平4−333803号公
報、特開平5−53111号公報などには、導光板の入
光面部近傍のみの厚さを増加させたバックライトシステ
ムが開示されている。また、特開平6−102414号
公報には、導光板の二つの端面に線状光源を配置し、導
光板の断面を対称楔形としたバックライトシステムが開
示されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-208001 discloses a method in which the cross-sectional shape of the reflection surface of a light guide plate is made to be a curve of second order or higher. JP-A-53111 discloses a backlight system in which the thickness is increased only in the vicinity of a light incident surface of a light guide plate. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-102414 discloses a backlight system in which linear light sources are arranged on two end faces of a light guide plate, and the cross section of the light guide plate has a symmetric wedge shape.

【0012】その他、導光板に入射した光を、高効率か
つ均一分布となるように出射することを目的として、導
光板の反射面に散乱反射もしくは全反射機能を有するパ
ターンを形成する技術が多数開示されている。その一例
として、特許第2776603号公報等には、導光板の
反射面に形成するパターンの分布最適化に関する方法が
開示されている。
There are many other techniques for forming a pattern having a scattered reflection or total reflection function on the reflection surface of the light guide plate in order to emit light incident on the light guide plate with high efficiency and uniform distribution. It has been disclosed. For example, Japanese Patent No. 2776603 discloses a method for optimizing the distribution of a pattern formed on a reflection surface of a light guide plate.

【0013】しかし、従来から提案されている各種の面
光源装置では、薄型化または軽量化を目的とした導光板
の断面構造に関する発明と、輝度均一性の向上を目的と
した導光板の反射パターンの形成方法に関する発明と
が、それぞれ単独になされており、これらを同時に考慮
した発明が成されていない。
However, in the various surface light source devices that have been conventionally proposed, the invention relating to the cross-sectional structure of the light guide plate for the purpose of reducing the thickness or weight and the reflection pattern of the light guide plate for the purpose of improving the brightness uniformity are disclosed. Have been made independently, and no invention has been made in which they are considered at the same time.

【0014】例えば、前記特開昭63−208001号
公報には、導光板の断面形状を工夫するのみで面内輝度
の均一性が得られるとの記載があるが、本発明者らの実
験によると、この公開公報に記載の方法では、輝度の均
一性は得られても、入光面から入射した光を有効に利用
することができず、平均輝度の高い面光源装置を得るこ
とが困難であった。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-208001 discloses that uniformity of in-plane luminance can be obtained only by devising the cross-sectional shape of the light guide plate. According to the method described in this publication, even if luminance uniformity is obtained, it is difficult to effectively use the light incident from the light incident surface, and it is difficult to obtain a surface light source device having a high average luminance. Met.

【0015】特開平4−333803号公報、特開平5
−53111号公報などに記載の方法によると、入光面
からの入射光量は増加するものの、入光面近傍で出射す
る光が多くなり、その結果、輝度ムラが生じる、発光面
全体での輝度均一性が低下するなどの問題があった。
JP-A-4-333803, JP-A-5
According to the method described in JP-A-53111, although the amount of incident light from the light incident surface increases, the amount of light emitted near the light incident surface increases, resulting in uneven luminance. There were problems such as a decrease in uniformity.

【0016】また、特開平6−102414号公報に記
載の方法は、導光板の対向する二つの側面に二つの線状
光源をそれぞれ配置する二灯式の構造に関するものであ
り、一灯式の面光源装置と比較すると、消費電力を少な
くするという観点からは好ましくない。また、導光板の
反射面に曲面部分を設け、局部的な輝度ムラを低減する
ことを主目的としており、発光面全体における輝度均一
性に関する検討がなされていない。
The method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-102414 relates to a two-light type structure in which two linear light sources are arranged on two opposite side surfaces of a light guide plate, respectively. Compared with the surface light source device, it is not preferable from the viewpoint of reducing power consumption. Further, the main purpose is to provide a curved surface portion on the reflection surface of the light guide plate to reduce local luminance unevenness, and there is no study on luminance uniformity over the entire light emitting surface.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、光学
的に透明な板状部材の端面以外の一面を発光面とし、該
発光面に対向する他の面を反射面とし、該板状部材の一
端面を入光面とした導光板と、該導光板の光入射面に近
接して配設された光源とを備えた面光源装置において、
軽量であって、かつ平均輝度が高く、面内全体にわたっ
て輝度分布が一様であり、暗線、輝線など局所的な輝度
ムラのない、光学特性に優れた面光源装置を提供するこ
とを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides an optically transparent plate-like member having one surface other than an end surface as a light-emitting surface and the other surface facing the light-emitting surface as a reflection surface. A light guide plate having one end face as a light incident surface, and a light source disposed close to a light incident surface of the light guide plate,
An object of the present invention is to provide a surface light source device which is lightweight, has a high average luminance, has a uniform luminance distribution over the entire surface, has no local luminance unevenness such as dark lines and bright lines, and has excellent optical characteristics. I have.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にかかる面光源装置は下記の構成を特徴とし
ている。
In order to achieve the above object, a surface light source device according to the present invention has the following configuration.

【0019】本発明の面光源装置は、導光板の側端面か
ら光源の光を入射させる面光源装置であって、該導光板
には発光面と、該発光面と対向する反射面と、該発光面
及び該反射面とは異なる面に入光面が形成され、該導光
板の該反射面は、複数の平面と、一つまたはそれ以上の
曲面とから構成され、該複数の平面の各々と該発光面と
のなす角度が相互に異なることを特徴とし、そのことに
より上記目的が達成される。
The surface light source device according to the present invention is a surface light source device for receiving light from a light source from a side end surface of a light guide plate, wherein the light guide plate has a light emitting surface, a reflecting surface facing the light emitting surface, A light-incident surface is formed on a surface different from the light-emitting surface and the reflective surface, and the reflective surface of the light guide plate includes a plurality of flat surfaces and one or more curved surfaces. And the light emitting surface is formed at an angle different from each other, thereby achieving the above object.

【0020】一つの実施態様では、該導光板の該反射面
を構成する一つの曲面の長さ(L)が、次式で表され
る。
In one embodiment, the length (L) of one curved surface constituting the reflection surface of the light guide plate is represented by the following equation.

【0021】L=Δθ/0.1×2×t3×tanψ ただし、Δθは該曲面に幾何学的に接する二つの平面の
角度差、t3は該二つの平面の延長上の交差線と該発光
面との距離、ψは導光板の臨界角である。
L = Δθ / 0.1 × 2 × t3 × tanψ where Δθ is the angle difference between two planes that are geometrically in contact with the curved surface, and t3 is the intersection line of the extension of the two planes and the light emission. The distance from the surface, ψ, is the critical angle of the light guide plate.

【0022】一つの実施態様では、該導光板の該反射面
を構成する少なくとも1つまたはそれ以上の曲面の断面
が、円弧、放物線、双曲線、楕円弧、三角関数曲線、懸
鎖線、サイクロイド曲線、トロコイド曲線、指数関数曲
線、インボリュート曲線、又はその他数式的に表現可能
な曲線である。
In one embodiment, the cross section of at least one or more curved surfaces constituting the reflecting surface of the light guide plate is an arc, a parabola, a hyperbola, an elliptic arc, a trigonometric curve, a chain line, a cycloid curve, a trochoid. It is a curve, an exponential curve, an involute curve, or any other curve that can be expressed mathematically.

【0023】一つの実施態様では、該導光板の該反射面
が、仮想平面を含む二平面と、該二平面に接する一曲面
から構成され、該二平面の仮想交差線と該導光板の入光
面との距離が、該一つの曲面の長さLに対して略L/2
である。
In one embodiment, the reflection surface of the light guide plate is composed of two planes including a virtual plane and a curved surface that is in contact with the two planes, and a virtual intersection line between the two planes and the input plane of the light guide plate. The distance from the light surface is approximately L / 2 with respect to the length L of the one curved surface.
It is.

【0024】一つの実施態様では、該導光板の該反射面
にパターンが形成され、該パターンに、該導光板の該入
光面からの距離に応じて大きさ及び単位面積当たりに占
める密度等の粗密変化が設けられ、かつ、該入光面から
の距離に関して該粗密変化を表す分布曲線が、該反射面
を形成する該複数の面に対応して各々異なる。
In one embodiment, a pattern is formed on the reflection surface of the light guide plate, and the pattern has a size and a density occupying a unit area according to a distance from the light entrance surface of the light guide plate. Are provided, and distribution curves representing the change in density with respect to the distance from the light incident surface are different from each other corresponding to the plurality of surfaces forming the reflection surface.

【0025】一つの実施態様では、該反射面に形成した
パターンの該粗密変化並びに粗密変化率が、該導光板の
該入光面からの距離に関して連続している。
In one embodiment, the density change and the density change rate of the pattern formed on the reflection surface are continuous with respect to the distance from the light entrance surface of the light guide plate.

【0026】一つの実施態様では、光源の光を導光板に
案内する反射部材、または該導光板の反射面側に配設さ
れた反射板、または該導光板の発光面側に配設された偏
向、偏光、散乱等の機能を有する部材、のうち少なくと
も一つを備えている。
In one embodiment, a reflection member for guiding light from a light source to the light guide plate, a reflection plate disposed on the reflection surface side of the light guide plate, or a reflection plate disposed on the light emission surface side of the light guide plate At least one of members having functions such as deflection, polarization, and scattering is provided.

【0027】一つの実施態様では、前記導光板は前記入
光面から遠ざかるにつれて厚さが減少する形状であるこ
とを特徴とする。
In one embodiment, the light guide plate has a shape whose thickness decreases as the distance from the light incident surface increases.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明について実施態様を
もとに詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments.

【0029】まず、本発明による面光源装置の構造につ
いて説明する。図1は、本発明による面光源装置の第一
の実施態様を説明する図である。
First, the structure of the surface light source device according to the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of the surface light source device according to the present invention.

【0030】本発明による面光源装置は、導光板1、該
導光板1の一端面に近接して配置された冷陰極管2、該
冷陰極管2の光を効率的に導光板1の入射面1cに導く
ランプリフレクタ3、該導光板1の発光面1aと対向す
る面(反射面1b側)に設けた反射板4、出射光を散乱
させて輝度ムラを低減する拡散板5、および、出射光を
偏向し正面輝度の向上を図るレンズシート6と、を備え
ている。
The surface light source device according to the present invention comprises a light guide plate 1, a cold cathode tube 2 disposed close to one end surface of the light guide plate 1, and the light of the cold cathode tube 2 incident on the light guide plate 1 efficiently. A lamp reflector 3 for guiding to the surface 1c, a reflector 4 provided on a surface (reflection surface 1b side) of the light guide plate 1 opposite to the light emitting surface 1a, a diffusion plate 5 for scattering emitted light to reduce luminance unevenness, and A lens sheet 6 for deflecting emitted light to improve front luminance.

【0031】図1に示すように、導光板1の反射面1b
は、導光板1の長手方向に沿った領域〜から構成さ
れている。領域およびは平面であり、領域は円筒
面である。また、導光板1の反射面1bには、領域〜
のいずれにおいても、導光板1に入射した光を反射さ
せる機能を有する反射パターン7が形成されている。
As shown in FIG. 1, the reflection surface 1b of the light guide plate 1
Are formed from a region extending along the longitudinal direction of the light guide plate 1. The regions and are planes, and the regions are cylindrical. The reflection surface 1b of the light guide plate 1 has an area
In each case, a reflection pattern 7 having a function of reflecting light incident on the light guide plate 1 is formed.

【0032】導光板1は、光学的に透明な材料(例え
ば、ポリメチルメタクリレート)を用いて、射出成形法
などにより製造するのが一般的である。反射パターン7
は、散乱反射特性を有するインクなどを用いて、スクリ
ーン印刷法によって導光板1の反射面1bに形成する方
法、若しくは、あらかじめ射出成形用の金型に所定のパ
ターンを形成しておき、成形時に導光板1と一体的に形
成する方法などが採用できる。反射パターン7の形状
は、印刷法で形成する場合は、円形、正方形などが採用
でき、射出成形法で形成する場合は、円柱、角柱、半円
柱、三角錐、角錐など種々の形状を採用することが可能
である。本実施態様においては、印刷法による円形のパ
ターンを形成している。
The light guide plate 1 is generally manufactured by an injection molding method using an optically transparent material (for example, polymethyl methacrylate). Reflection pattern 7
Can be formed on the reflection surface 1b of the light guide plate 1 by a screen printing method using an ink having a scattering reflection characteristic or the like, or a predetermined pattern is formed in advance on a mold for injection molding, and A method of integrally forming with the light guide plate 1 can be adopted. When the reflection pattern 7 is formed by a printing method, a circle, a square, or the like can be adopted. When the reflection pattern 7 is formed by an injection molding method, various shapes such as a cylinder, a prism, a half cylinder, a triangular pyramid, and a pyramid are employed. It is possible. In this embodiment, a circular pattern is formed by a printing method.

【0033】次に、本発明の第一の実施態様における導
光板1の外形寸法の設計方法について説明する。
Next, a method of designing the outer dimensions of the light guide plate 1 according to the first embodiment of the present invention will be described.

【0034】図5は、本発明の第一の実施態様における
面光源装置の導光板1の斜視図である。導光板1の平面
寸法は、210mm×160mmとし、長辺側の一端面1c
に冷陰極管2が近接配置されている。図5における導光
板1の入光面1cの厚み(t1)は、冷陰極管2の直径
によって決定するのが一般的である。冷陰極管2からの
光を導光板1の入光面1cに効率よく入射させるために
は、導光板1の入光面1cの厚みを管直径より大きな値
とするのがよい。ただし、導光板1の厚みを厚くしすぎ
ると、導光板1の重量が増加するので好ましくない。導
光板1の厚みは、経験的に、冷陰極管2の直径+0.4
mmないし+1.0mmとするのが好ましい。
FIG. 5 is a perspective view of the light guide plate 1 of the surface light source device according to the first embodiment of the present invention. The plane size of the light guide plate 1 is 210 mm × 160 mm, and one end face 1c on the long side is set.
The cold-cathode tube 2 is disposed in the vicinity. The thickness (t1) of the light entrance surface 1c of the light guide plate 1 in FIG. 5 is generally determined by the diameter of the cold cathode tube 2. In order to make the light from the cold-cathode tube 2 efficiently enter the light incident surface 1c of the light guide plate 1, the thickness of the light incident surface 1c of the light guide plate 1 is preferably set to a value larger than the tube diameter. However, if the thickness of the light guide plate 1 is too large, it is not preferable because the weight of the light guide plate 1 increases. Empirically, the thickness of the light guide plate 1 is the diameter of the cold cathode tube 2 +0.4.
mm to +1.0 mm.

【0035】従来の導光板は、断面形状を単純楔形状と
したものが数多く採用されており、図5における入光面
1cに対向する側の端面(反入光面1d)の厚み(t
2)は、導光板の重量を考慮すると極力薄いことが望ま
しいが、ポリメチルメタクリレートなどの樹脂材料を用
いて射出成形法によって製造された導光板は、成形時の
ひずみおよび吸湿による反りが発生する。このため、経
験的に1.0mm以上の厚みを有するのが望ましい。従
って、本実施態様においては、反入光面1dの厚み(t
2)を1.2mmとした。
Many conventional light guide plates having a simple wedge-shaped cross section are employed. The thickness (t) of the end face (opposite to light incidence face 1d) of FIG.
In 2), it is desirable that the light guide plate is as thin as possible in consideration of the weight of the light guide plate. However, a light guide plate manufactured by an injection molding method using a resin material such as polymethyl methacrylate is warped due to distortion during molding and moisture absorption. . Therefore, it is empirically desirable to have a thickness of 1.0 mm or more. Therefore, in the present embodiment, the thickness (t
2) was set to 1.2 mm.

【0036】次に、導光板1の反射面形状の設計方法に
ついて説明する。
Next, a method of designing the shape of the reflection surface of the light guide plate 1 will be described.

【0037】本発明においては、反射面1bを構成する
二平面と水平面とのなす角度を決定した後、曲面形状を
決定する。まず、図5における二平面の仮想交差線12
と発光面1aとの距離(t3)を、以下のように決定す
る。
In the present invention, after determining the angle between the two planes constituting the reflecting surface 1b and the horizontal plane, the curved surface shape is determined. First, the virtual intersection line 12 of the two planes in FIG.
(T3) between the light-emitting surface 1a and the light-emitting surface 1a is determined as follows.

【0038】一般に、導光板1内を進む光線は、導光板
1の発光面1aまたは反射面1bへの入射角が臨界角よ
り大きい場合、光線は全反射を繰り返し、導光板1内部
を進行する。導光板1の反射面1bと発光面1aに角度
差がある場合には、全反射を繰り返す毎に、反射面1b
と発光面1aの角度差に応じて発光面1aまたは入射面
への入射角が小さくなり、入射角が臨界角以下になる
と、導光板1外部に出射する。したがって、導光板1全
面から効率的に光を出射するためには、導光板1の断面
形状は、入光面1cから遠ざかるに従って厚さが減少す
るような略楔形形状であるのが望ましい。図5において
は、各部分の厚み寸法はt2<t3<t1となることが
好ましく、この範囲内で任意の値を設定することが可能
である。本実施態様ではt3=1.5mmとした。
In general, a light ray traveling inside the light guide plate 1 repeats total reflection and travels inside the light guide plate 1 when the incident angle on the light emitting surface 1a or the reflection surface 1b of the light guide plate 1 is larger than the critical angle. . When there is an angle difference between the reflecting surface 1b and the light emitting surface 1a of the light guide plate 1, the reflecting surface 1b
When the angle of incidence on the light emitting surface 1a or the incident surface becomes smaller in accordance with the angle difference between the light emitting surface 1a and the light emitting surface 1a, and the incident angle becomes equal to or smaller than the critical angle, the light exits the light guide plate 1. Therefore, in order to efficiently emit light from the entire surface of the light guide plate 1, it is desirable that the cross-sectional shape of the light guide plate 1 be substantially wedge-shaped such that the thickness decreases as the distance from the light incident surface 1 c increases. In FIG. 5, the thickness of each portion is preferably t2 <t3 <t1, and an arbitrary value can be set within this range. In this embodiment, t3 = 1.5 mm.

【0039】次に、図5における仮想交差線12の位置
を決めると、導光板1の外形形状を決定できるので、以
下にその方法について説明する。
Next, when the position of the virtual intersection line 12 in FIG. 5 is determined, the outer shape of the light guide plate 1 can be determined. The method will be described below.

【0040】まず、導光板1の反射面1bを複数の平面
で構成した場合の問題点について説明する。
First, a problem when the reflecting surface 1b of the light guide plate 1 is constituted by a plurality of planes will be described.

【0041】図6(A)は、反射面1bが複数の平面で
構成された導光板1内を進行する光の挙動を説明する断
面図である。なお、図6においては、反射パターンを除
外して考えている。前述のように、楔形断面形状を有す
る導光板1内部を進行する光は、反射面1bで一回反射
する毎に発光面1aへの入射角が小さくなり、入射角が
臨界角より小さくなると、導光板1外部に出射する。図
6(A)を参照して説明すると、導光板1の反射面1b
が単一平面で構成されている場合、点AからBを通り、
Dへと進んだ光が、D点において導光板1外部に出射す
ることになる。ポリメチルメタクリレート製導光板1の
屈折率を1.48とすると、臨界角は42.16°とな
り、また、θ1>θ2とすると、点AからBを通り、D
へと導光板1内部を進み、点Dにおいて出射する光の点
Aにおける角度成分α1は、以下の式で表される。
FIG. 6A is a sectional view for explaining the behavior of light traveling in the light guide plate 1 in which the reflection surface 1b is constituted by a plurality of planes. In FIG. 6, the reflection pattern is excluded. As described above, when the light traveling inside the light guide plate 1 having the wedge-shaped cross-sectional shape is reflected by the reflecting surface 1b once, the incident angle on the light emitting surface 1a decreases, and when the incident angle becomes smaller than the critical angle, The light exits the light guide plate 1. Referring to FIG. 6A, the reflection surface 1b of the light guide plate 1 will be described.
Is composed of a single plane, passes from point A to point B,
The light that has proceeded to D is emitted outside the light guide plate 1 at point D. If the refractive index of the light guide plate 1 made of polymethyl methacrylate is 1.48, the critical angle is 42.16 °, and if θ1> θ2, it passes from point A to point B and D
The angle component α1 at point A of the light that travels inside the light guide plate 1 and exits at point D is represented by the following equation.

【0042】 42.16°+θ1°<α1<42.16°+2θ1° (1) 一方、反射面1bが二平面から構成されている場合は、
図6(A)に示すように、光が点AからB、Cを通り、
Eへと進み、点Eにおいて出射することになり、点Eに
おいて出射する光の点Aにおける角度成分α2は、以下
の式で表される。
42.16 ° + θ1 ° <α1 <42.16 ° + 2θ1 ° (1) On the other hand, when the reflecting surface 1b is composed of two planes,
As shown in FIG. 6A, light passes from point A to B and C,
Proceeding to E, the light is emitted at the point E, and the angle component α2 at the point A of the light emitted at the point E is represented by the following equation.

【0043】 42.16°+θ2°<α2<42.16°+2θ2° (2) したがって、α1の最大値と最小値の差はθ1であり、
α2の最大値と最小値の差はθ2となる。光量に角度依
存性がなく、いずれの角度の光に対しても光量が一定で
あると仮定すれば、D点における出射光量M1と、E点
における出射光量M2との間には、次の関係が成り立
つ。
42.16 ° + θ2 ° <α2 <42.16 ° + 2θ2 ° (2) Therefore, the difference between the maximum value and the minimum value of α1 is θ1,
The difference between the maximum value and the minimum value of α2 is θ2. Assuming that the light quantity has no angle dependence and that the light quantity is constant for light at any angle, the following relationship exists between the output light quantity M1 at point D and the output light quantity M2 at point E. Holds.

【0044】 θ1:θ2=M1:M2=100:100×θ2/θ1 (3) ここで、仮に、θ1−θ2=0.1°とした場合につい
て考えると、M1に対してM2は100×0.1/θ1
%減少することになる。本実施態様1においては、入光
面1cの厚み2.5mm、反入光面1cの厚み1.2m
mとしているので、図6(B)を参照すると、θ0=
0.5°、θ2<θ0<θ1となり、M1に対するM2
の減少は最大20%になる。
Θ1: θ2 = M1: M2 = 100: 100 × θ2 / θ1 (3) Here, assuming that θ1−θ2 = 0.1 °, M2 is 100 × 0 with respect to M1. .1 / θ1
% Decrease. In the first embodiment, the thickness of the light incident surface 1c is 2.5 mm, and the thickness of the anti-light incident surface 1c is 1.2 m.
m, so that referring to FIG. 6B, θ0 =
0.5 °, θ2 <θ0 <θ1, and M2 with respect to M1
Is up to 20%.

【0045】本発明者らの実験により、最大20%の輝
度低下に伴う発光面1a全体の輝度ムラは、反射パター
ンによる光散乱によって抑制可能であることが見出され
た。すなわち、θ1−θ2=0.1°の角度差が存在す
る場合でも、反射パターンを形成することによって、こ
の角度差は無視できることが判明した。
According to the experiments of the present inventors, it has been found that the uneven brightness of the entire light emitting surface 1a due to the brightness reduction of up to 20% can be suppressed by light scattering by the reflection pattern. That is, it has been found that even when there is an angle difference of θ1−θ2 = 0.1 °, the angle difference can be ignored by forming the reflection pattern.

【0046】以上、導光板1の反射面1bで一回反射し
た光の挙動について記載したが、図6(A)に示す二平
面の仮想交差線12近傍に曲面11を付加し、二平面間
の角度差を徐々に緩和できるような形状とすれば、θ1
−θ2>0.1°であっても、暗線の発生を抑制するこ
とが可能となる。前述のように、光線が反射面1bで一
回反射するときに0.1°の角度差は無視できるので、
(θ1−θ2)°の角度差を緩和するためには、反射面
1bで(θ1−θ2)/0.1回反射するように曲面1
1の長さを決定すればよい。曲面11の長さは、仮想交
差線12の近傍で発光面1aへの入射角が臨界角となる
ような光が(θ1−θ2)/0.1回全反射を繰り返す
際に進行する距離に略一致すると考えてよいので、導光
板1の臨界角をψとすると、曲面11の長さLを表す式
は次式となる。
The behavior of the light once reflected by the reflecting surface 1b of the light guide plate 1 has been described above. A curved surface 11 is added near the virtual intersection line 12 of the two planes shown in FIG. If the shape is such that the angle difference of
Even if −θ2> 0.1 °, it is possible to suppress the occurrence of dark lines. As described above, when the light ray is reflected once by the reflecting surface 1b, the angle difference of 0.1 ° is negligible.
In order to alleviate the angle difference of (θ1−θ2) °, the curved surface 1 should be reflected by (θ1−θ2) /0.1 times on the reflecting surface 1b.
The length of 1 may be determined. The length of the curved surface 11 is defined as the distance traveled when light whose incident angle to the light emitting surface 1a becomes a critical angle near the virtual intersection line 12 repeats total reflection (θ1−θ2) /0.1 times. Since it may be considered that they substantially coincide with each other, if the critical angle of the light guide plate 1 is ψ, the expression representing the length L of the curved surface 11 is as follows.

【0047】 L=Δθ/0.1×2×t3×tanψ (4) ただし、Δθ=θ1−θ2である。L = Δθ / 0.1 × 2 × t3 × tanψ (4) where Δθ = θ1−θ2.

【0048】次に、導光板1の反射面形状と重量の関係
について説明する。
Next, the relationship between the shape of the reflecting surface of the light guide plate 1 and the weight will be described.

【0049】本発明による第一の実施態様において、輝
度ムラを抑制するために、導光板1の反射面1bを構成
する二平面の仮想交差線12が入光面1cに近付くよう
に各平面と水平面とのなす角度を設定すると、これら二
平面の角度差が大きくなり、これら二平面と接する曲面
11の長さを長くする必要がある。ところが、この曲面
11の長さを長くすると、導光板1全体の重量が増加す
る。すなわち、導光板1の重量低減と輝度ムラの抑制は
相反する要求である。そこで、二平面の仮想交差線12
の位置と曲面11の長さを考慮した導光板1の重量との
関係を算出して、輝度ムラを抑制し、かつ重量低減も可
能な最適解を求めた。
In the first embodiment according to the present invention, in order to suppress luminance unevenness, each plane is so set that the virtual intersection line 12 of the two planes constituting the reflection surface 1b of the light guide plate 1 approaches the light entrance surface 1c. When the angle between the two planes is set, the angle difference between the two planes increases, and it is necessary to increase the length of the curved surface 11 that is in contact with the two planes. However, when the length of the curved surface 11 is increased, the weight of the entire light guide plate 1 increases. That is, reduction of the weight of the light guide plate 1 and suppression of luminance unevenness are conflicting requirements. Therefore, the virtual intersection line 12 of the two planes
And the weight of the light guide plate 1 in consideration of the length of the curved surface 11 were calculated to find an optimal solution that can suppress luminance unevenness and reduce the weight.

【0050】図7に示す計算結果は、本発明における第
一の実施態様の導光板1の例である。ただし、反射面1
bの曲面11は円筒面としている。図7に示す結果よ
り、仮想交差線12と入光面1cとの距離が、導光板断
面方向の長さ(160mm)に対して、約1/5である
場合に重量が最小になることがわかる。
The calculation result shown in FIG. 7 is an example of the light guide plate 1 according to the first embodiment of the present invention. However, reflection surface 1
The curved surface 11 of b is a cylindrical surface. From the results shown in FIG. 7, it can be seen that the weight is minimized when the distance between the virtual intersection line 12 and the light incident surface 1c is about 1/5 of the length (160 mm) in the cross section of the light guide plate. Understand.

【0051】本発明の実施態様のように、導光板の反射
面を仮想面を含む二平面とこれに接する一曲面で構成し
た場合、図7に示すように必ず重量が最小になる点がひ
とつ存在する。図7に示す重量最小点では、仮想交差点
と入光面の距離(L’)は32mmであり、前記曲線の
長さ(L)は約65mmである。すなわち、L’=L/
2となる。本願発明者らの検討によって、この関係は導
光板の外形寸法が変化しても不変であることが判明し
た。すなわち、一般に、L’=L/2といった関係にあ
るとき重量が最小になる。
As in the embodiment of the present invention, when the reflecting surface of the light guide plate is composed of two planes including a virtual plane and a curved surface in contact with the two planes, as shown in FIG. Exists. At the minimum point of weight shown in FIG. 7, the distance (L ') between the virtual intersection and the light incident surface is 32 mm, and the length (L) of the curve is about 65 mm. That is, L '= L /
It becomes 2. According to the study by the present inventors, it has been found that this relationship does not change even when the outer dimensions of the light guide plate change. That is, in general, when L '= L / 2, the weight is minimized.

【0052】次に、導光板1の反射面1bと水平面との
なす角度と発光特性の関係について説明する。
Next, the relationship between the angle between the reflection surface 1b of the light guide plate 1 and the horizontal plane and the light emission characteristics will be described.

【0053】図8は、各種断面形状を有する導光板1
と、この導光板1を用いた面光源装置の輝度の関係を説
明する図面である。図8における輝度の測定は、図11
に示す面光源装置によって導光板1のみ各種形状のもの
と交換することによって行った。これらの導光板1の各
種寸法は、基本的に本発明による第一の実施態様と同様
であるが、仮想交差線12と入光面1cの距離を種々変
化させたものである。反射面1bの円筒面の長さを、式
(4)に基づいて変化させた。製作した導光板1に反射
パターン7を形成せずに、上記の輝度測定を実施した。
FIG. 8 shows a light guide plate 1 having various cross-sectional shapes.
3 is a diagram for explaining the relationship between the brightness of a surface light source device using the light guide plate 1 and FIG. The measurement of the luminance in FIG.
The light guide plate 1 was replaced with various shapes by the surface light source device shown in FIG. The various dimensions of the light guide plate 1 are basically the same as those of the first embodiment according to the present invention, except that the distance between the virtual intersection line 12 and the light entrance surface 1c is variously changed. The length of the cylindrical surface of the reflecting surface 1b was changed based on the equation (4). The brightness measurement was performed without forming the reflection pattern 7 on the manufactured light guide plate 1.

【0054】公知技術によれば、反射面1bに反射パタ
ーンを形成することによって、平均輝度の向上および輝
度均一性の向上が可能となることが知られている。本発
明者らが、単純楔形断面を有する従来の導光板を作製
し、平均輝度および輝度均一性の向上を目的として、最
適な反射パターンを形成したところ、平均輝度1480
cd/m2、輝度均一性95%となった。
According to the known art, it is known that by forming a reflection pattern on the reflection surface 1b, it is possible to improve the average luminance and the luminance uniformity. The present inventors fabricated a conventional light guide plate having a simple wedge-shaped cross section and formed an optimal reflection pattern for the purpose of improving average luminance and luminance uniformity.
cd / m 2 and luminance uniformity 95%.

【0055】図8に示す面光源装置の輝度測定に用いた
各種導光板は、反射面に反射パターンを形成していない
ものであるため、入光面の近傍に現れる輝度のピークが
従来の導光板の平均輝度を超えないように反射面の角
度、すなわち反射面を構成する二平面の仮想交差線12
の位置を設定する必要がある。
The various light guide plates used for measuring the luminance of the surface light source device shown in FIG. 8 do not have a reflection pattern formed on the reflection surface. The angle of the reflection surface so as not to exceed the average luminance of the light plate, that is, the virtual intersection line 12 of the two planes constituting the reflection surface
Needs to be set.

【0056】前述の通り、入光面近傍に現れる輝度のピ
ークが少なくとも1480cd/m 2を越えなければよ
い。(好ましくは、1300cd/m2以下であればよ
い。)従って、図8中、仮想交差線と入光面の距離
(L’)が20mmのものは輝度均一性が良好でなく、
その他の例では、反射パターンを最適設計することによ
って、従来の導光板と同程度(95%)の良好な輝度均
一性が得られる。図7に示した結果から、L’=53m
mのとき重量が最小になること、並びに上記の結果(輝
度均一性良好)を合わせて考慮すると、L’=53mm
のときに重量最小で、かつ輝度均一性の良好な面光源装
置を提供できる。
As described above, the luminance peak appearing near the light incident surface is obtained.
Is at least 1480 cd / m TwoMust not exceed
No. (Preferably, 1300 cd / mTwoIf it is below
No. 8) Therefore, in FIG. 8, the distance between the virtual intersection line and the light incident surface is shown.
When (L ′) is 20 mm, the luminance uniformity is not good.
In other cases, the optimal design of the reflection pattern
Therefore, a good luminance uniformity (about 95%) comparable to that of a conventional light guide plate is obtained.
Oneness is obtained. From the results shown in FIG. 7, L ′ = 53 m
m, the weight is minimized, and the above results (brightness
L '= 53 mm
Surface light source device with minimum weight and good brightness uniformity
Can be provided.

【0057】なお、上記説明した導光板1は、本発明に
おける一実施態様の場合であって、一般には、仮想交差
線12と入光面1cとの距離が、導光板断面方向の長さ
に対して、1/10〜1/6の間であれば、輝度の均一
性と重量低減が同時に達成できる。
The above-described light guide plate 1 is an embodiment of the present invention. In general, the distance between the virtual intersection line 12 and the light incident surface 1c is equal to the length in the light guide plate cross-sectional direction. On the other hand, if it is between 1/10 and 1/6, uniformity of luminance and weight reduction can be achieved at the same time.

【0058】また、曲面の断面は、円弧以外にも、放物
線、双曲線、楕円弧、三角関数曲線、懸鎖線、サイクロ
イド曲線、トロコイド曲線、指数関数曲線、インボリュ
ート曲線、その他数式的に表現可能な曲線であり得る。
The cross section of the curved surface may be a parabola, a hyperbola, an elliptic arc, a trigonometric curve, a chain line, a cycloid curve, a trochoid curve, an exponential function curve, an involute curve, or any other curve that can be expressed mathematically, in addition to a circular arc. possible.

【0059】以上説明した設計方法に基づいて、本発明
の第一の実施態様において形成する曲面に必要な長さを
求める。
Based on the design method described above, the length required for the curved surface formed in the first embodiment of the present invention is obtained.

【0060】以下の数値:反射面を構成する二平面の仮
想交差線12と発光面1aとの距離(1.5mm);こ
れら二平面の水平面に対する角度(θ1=1.79°、
θ2=0.13°);および臨界角(42.16°)を
式(4)に代入して計算すると、略45mmの長さにわ
たって曲面11を形成することが必要となる。ここで、
さらに20%程度の余裕を見込んでおくことが望まし
い。
The following numerical values: the distance (1.5 mm) between the virtual intersection line 12 of the two planes constituting the reflecting surface and the light emitting surface 1a; the angle of these two planes with respect to the horizontal plane (θ1 = 1.79 °,
When θ2 = 0.13 °); and the critical angle (42.16 °) are substituted into Equation (4) and calculated, it is necessary to form the curved surface 11 over a length of approximately 45 mm. here,
It is desirable to allow for a margin of about 20%.

【0061】本実施態様では、曲面11を円筒面とし、
この円筒面の長さを54mmとした。これによって、幾
何学的に円筒面の半径が決定される。本実施態様では、
円筒面の半径は約2mとなる。
In this embodiment, the curved surface 11 is a cylindrical surface,
The length of this cylindrical surface was 54 mm. Thereby, the radius of the cylindrical surface is determined geometrically. In this embodiment,
The radius of the cylindrical surface is about 2 m.

【0062】次に、導光板1の反射面1bに形成する反
射パターンの形成方法について記述する。
Next, a method of forming a reflection pattern formed on the reflection surface 1b of the light guide plate 1 will be described.

【0063】本発明の第一の実施態様における導光板1
は、図1に示すように、反射面1bを、二平面とこれら
の二平面に接する曲面11とから構成している。ここ
で、反射パターンの形状について、曲面を除いて考え
る。導光板1の反射面1bが二平面から構成されること
になる。すなわち、導光板1の構成を、図9(A)に示
す導光板1の入光面1c側斜線部と、図9(B)に示す
導光板1の入光面1cに遠い側の斜線部の和(図9
(C))として考えることができる。導光板1の断面が
単純楔形であって、反射パターンが印刷法で形成された
円形のパターンである場合、その直径および密度は、反
射パターンの反射特性、反射面1bが水平面に対してな
す角度、入光面1cの厚さ、および導光板1の入光面1
cに垂直な方向の導光板1の長さなどによって異なるこ
とが知られている。
The light guide plate 1 according to the first embodiment of the present invention
As shown in FIG. 1, the reflecting surface 1b is composed of two planes and a curved surface 11 which is in contact with these two planes. Here, the shape of the reflection pattern is considered except for the curved surface. The reflection surface 1b of the light guide plate 1 is composed of two planes. That is, the configuration of the light guide plate 1 is divided into a hatched portion on the light entrance surface 1c side of the light guide plate 1 shown in FIG. 9A and a hatched portion on the side far from the light entrance surface 1c of the light guide plate 1 shown in FIG. (Fig. 9
(C)). When the cross section of the light guide plate 1 is a simple wedge, and the reflection pattern is a circular pattern formed by a printing method, the diameter and density are determined by the reflection characteristics of the reflection pattern and the angle formed by the reflection surface 1b with respect to the horizontal plane. , The thickness of the light incident surface 1c, and the light incident surface 1 of the light guide plate 1
It is known that it differs depending on the length of the light guide plate 1 in a direction perpendicular to c.

【0064】本発明者らは、平均輝度と面内輝度均一性
を考慮して、実験的に、図10に示すような反射パター
ンの粗密分布曲線を得た。
The present inventors experimentally obtained a density distribution curve of the reflection pattern as shown in FIG. 10 in consideration of the average luminance and the in-plane luminance uniformity.

【0065】本発明の第一の実施態様においては、反射
面1bが、二平面と該二平面に接する一曲面との合計三
面から構成されているため、反射面1bをこれら三つの
面に応じた領域に分割し、曲面の反射パターンの分布曲
線が二平面の反射パターンの分布曲線に接するようにし
て、反射面1b全体の反射パターンの分布を構成するこ
とが可能である。本発明による第一の実施態様では、図
2に示す反射パターンの分布曲線を得た。
In the first embodiment of the present invention, since the reflecting surface 1b is constituted by a total of three surfaces of two planes and one curved surface which is in contact with the two planes, the reflecting surface 1b is used in accordance with these three surfaces. The distribution of the reflection pattern on the entire reflection surface 1b can be configured such that the distribution curve of the reflection pattern on the curved surface is in contact with the distribution curve of the reflection pattern on the two planes. In the first embodiment according to the present invention, the distribution curve of the reflection pattern shown in FIG. 2 was obtained.

【0066】次に、本発明による面光源装置の第二の実
施態様について説明する。
Next, a second embodiment of the surface light source device according to the present invention will be described.

【0067】図3は、本発明による面光源装置の第二の
実施態様を説明する断面図である。構成部材は図1に示
す第一の実施態様と同様である。導光板1は、仮想平面
を含む二平面と、これら二平面に接する一つの曲面11
とから構成されている。ここで、仮想平面とは、曲面1
1の形状を決定するために設定した平面であって、該反
射面1bは実質的に、領域の曲面部と領域の平面部
の合計二面から構成されている。この仮想平面は領域
の冷陰極管2に近い部分の接面に相当する。
FIG. 3 is a sectional view for explaining a second embodiment of the surface light source device according to the present invention. The components are the same as in the first embodiment shown in FIG. The light guide plate 1 includes two planes including a virtual plane, and one curved surface 11 that is in contact with the two planes.
It is composed of Here, the virtual plane is a curved surface 1
The reflecting surface 1b is a plane set for determining the shape of No. 1 and is substantially composed of a total of two surfaces: a curved surface portion of the region and a flat surface portion of the region. This imaginary plane corresponds to a contact surface of a portion near the cold cathode tube 2 in the region.

【0068】その他、導光板1各部の寸法は、第一の実
施態様と同様の方法にて設計した。
The dimensions of each part of the light guide plate 1 were designed in the same manner as in the first embodiment.

【0069】また、図4は本発明による第二の実施態様
における導光板1の反射パターンの分布を説明する図面
である。反射パターンの分布の設定も、第一の実施態様
と同様の方法によって設計した。 (実施例)以下の寸法で、ポリメチルメタクリレートを
用いて、導光板を製作した。 (実施例1)導光板の面寸法を長辺210mm×短辺1
60mmとし、入光面1cの厚み2.5mm、反入光面
1cの厚み1amm、仮想交差線部の厚み1.5mmと
した。円筒面の長さを54mmとしたので、円筒面の半
径は2.0mとなった。 (実施例2)導光板の面寸法を長辺245mm×短辺1
85mmとし、入光面1cの厚み2.5mm、反入光面
1cの厚み1.3mm、仮想交差線部の厚み1.7mm
とした。円筒面の長さを56mmとし、円筒面の半径は
2.1mとなった。 (比較例1)長辺、短辺、ならびに入光面1cおよび反
入光面1cの厚みを実施例1と同じ寸法にして、単純楔
形の導光板を作製した。 (比較例2)長辺、短辺、ならびに入光面1cおよび反
入光面1cの厚みを実施例2と同じ寸法にして、単純楔
形の導光板を作製した。 (光学特性の評価)以上の実施例および比較例によって
設計および製作した導光板の長辺側の一端面1cに冷陰
極管2(径2.0mm)を近接配置し、以下の光学特性
の評価を行った。 1.平均輝度測定方法 導光板面内の25点の輝度を輝度計で測定し、この平均
値を平均輝度とする。 2.輝度均一性 上記25点の測定点において、輝度最大点と輝度最小点
の比(=最小輝度/最大輝度)を輝度均一性とし、パー
センテージで表す。
FIG. 4 is a view for explaining the distribution of the reflection pattern of the light guide plate 1 according to the second embodiment of the present invention. The setting of the distribution of the reflection pattern was designed by the same method as in the first embodiment. (Example) A light guide plate was manufactured with the following dimensions using polymethyl methacrylate. (Example 1) The surface dimensions of the light guide plate were set to 210 mm long side × 1 short side.
The thickness was 60 mm, the thickness of the light incident surface 1c was 2.5 mm, the thickness of the anti-light incident surface 1c was 1 amm, and the thickness of the virtual intersection line portion was 1.5 mm. Since the length of the cylindrical surface was 54 mm, the radius of the cylindrical surface was 2.0 m. (Example 2) The surface size of the light guide plate was set to 245 mm long side × 1 short side.
85 mm, the light incident surface 1c has a thickness of 2.5 mm, the anti-light incident surface 1c has a thickness of 1.3 mm, and the virtual intersection line portion has a thickness of 1.7 mm.
And The length of the cylindrical surface was 56 mm, and the radius of the cylindrical surface was 2.1 m. (Comparative Example 1) A simple wedge-shaped light guide plate was manufactured by setting the long side, the short side, and the thickness of the light incident surface 1c and the light incident surface 1c to the same dimensions as those of the first embodiment. (Comparative Example 2) A simple wedge-shaped light guide plate was manufactured by setting the long side, the short side, and the thickness of the light incident surface 1c and the opposite light incident surface 1c to the same dimensions as those in Example 2. (Evaluation of Optical Characteristics) A cold cathode tube 2 (diameter: 2.0 mm) was placed in close proximity to one end face 1c on the long side of the light guide plate designed and manufactured according to the above Examples and Comparative Examples, and the following optical characteristics were evaluated. Was done. 1. Average Luminance Measuring Method The luminance at 25 points in the light guide plate is measured with a luminance meter, and the average value is defined as the average luminance. 2. Luminance uniformity In the above 25 measurement points, the ratio between the maximum luminance point and the minimum luminance point (= minimum luminance / maximum luminance) is defined as luminance uniformity and expressed as a percentage.

【0070】導光板の仕様を表1に示す。また、これら
の導光板を用いた面光源装置の光学特性を表2に示す。
Table 1 shows the specifications of the light guide plate. Table 2 shows the optical characteristics of the surface light source device using these light guide plates.

【0071】[0071]

【表1】 [Table 1]

【0072】[0072]

【表2】 [Table 2]

【0073】表1は、本発明による導光板の重量が、従
来のものに対して15〜20%程度低減していることを
示す。また表2は、本発明による面光源装置が、従来の
ものと同等の光学特性を有することを示す。従来の技術
では、重量を低減した場合、光学特性の低下が生じてい
たが、本発明によって、重量を低減し、かつ光学特性面
においても優れた面光源装置を提供することが可能とな
った。
Table 1 shows that the weight of the light guide plate according to the present invention is reduced by about 15 to 20% compared with the conventional one. Table 2 shows that the surface light source device according to the present invention has optical characteristics equivalent to those of the related art. In the related art, when the weight is reduced, the optical characteristics are reduced. However, the present invention has made it possible to provide a surface light source device that is reduced in weight and has excellent optical characteristics. .

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明による面光源装置によれば、軽量
であり、かつ平均輝度が高く、面内全体にわたって輝度
分布が一様であって、暗線や輝線などの局所的な輝度ム
ラがない、光学特性に優れた面光源装置を提供すること
が可能である。
According to the surface light source device of the present invention, it is lightweight, has a high average luminance, has a uniform luminance distribution over the entire surface, and has no local luminance unevenness such as dark lines and bright lines. In addition, it is possible to provide a surface light source device having excellent optical characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による面光源装置の第一の実施態様を説
明する断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a first embodiment of a surface light source device according to the present invention.

【図2】本発明による面光源装置の第一の実施態様にお
ける導光板の反射パターンの分布を説明する図面であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a distribution of a reflection pattern of a light guide plate in the first embodiment of the surface light source device according to the present invention.

【図3】本発明による面光源装置の第二の実施態様を説
明する断面図である。
FIG. 3 is a sectional view illustrating a second embodiment of the surface light source device according to the present invention.

【図4】本発明による面光源装置の第二の実施態様にお
ける導光板の反射パターンの分布を説明する図面であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a distribution of a reflection pattern of a light guide plate in a second embodiment of the surface light source device according to the present invention.

【図5】本発明による面光源装置の第一の実施態様を説
明する斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view illustrating a first embodiment of the surface light source device according to the present invention.

【図6】図6(A)は、導光板内を進行する光の挙動を
説明する図面であり、図6(B)は、導光板の形状を示
す断面図である。
FIG. 6A is a view for explaining the behavior of light traveling in the light guide plate, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing the shape of the light guide plate.

【図7】本発明による面光源装置の第一の実施態様にお
ける導光板の反射面を構成する二平面の仮想交差線の位
置と、導光板重量との関係を説明する図面である。
FIG. 7 is a view for explaining the relationship between the position of a virtual intersection line of two planes constituting the reflection surface of the light guide plate and the weight of the light guide plate in the first embodiment of the surface light source device according to the present invention.

【図8】導光板形状と、この導光板を用いた面光源装置
の輝度分布を説明する図面である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the shape of a light guide plate and the luminance distribution of a surface light source device using the light guide plate.

【図9】本発明による面光源装置における導光板の基本
概念を説明する図面である。
FIG. 9 is a view illustrating a basic concept of a light guide plate in the surface light source device according to the present invention.

【図10】本発明による面光源装置における導光板の反
射パターンの設計方法を説明する図面である。
FIG. 10 is a view illustrating a method of designing a reflection pattern of a light guide plate in a surface light source device according to the present invention.

【図11】従来の面光源装置を説明する断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a conventional surface light source device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導光板 2 冷陰極管 3 ランプリフレクタ 4 反射板 5 拡散板 6 レンズシート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-guide plate 2 Cold-cathode tube 3 Lamp reflector 4 Reflector 5 Diffusion plate 6 Lens 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) // F21Y 103:00 G02F 1/1335 530 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) // F21Y 103: 00 G02F 1/1335 530

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導光板の側端面から光源の光を入射させ
る面光源装置であって、該導光板には発光面と、該発光
面と対向する反射面と、該発光面及び該反射面とは異な
る面に入光面が形成され、該導光板の該反射面は、複数
の平面と、一つまたはそれ以上の曲面とから構成され、
該複数の平面の各々と該発光面とのなす角度が相互に異
なることを特徴とする面光源装置。
1. A surface light source device for receiving light from a light source from a side end surface of a light guide plate, wherein the light guide plate has a light emitting surface, a reflecting surface facing the light emitting surface, the light emitting surface and the reflecting surface. A light incident surface is formed on a different surface, and the reflecting surface of the light guide plate includes a plurality of planes and one or more curved surfaces,
An angle between each of the plurality of planes and the light emitting surface is different from each other.
【請求項2】 前記導光板の前記反射面を構成する一つ
の曲面の長さ(L)が、次式で表されることを特徴とす
る請求項1に記載の面光源装置: L=Δθ/0.1×2×t3×tanψ ただし、Δθは該曲面に幾何学的に接する二つの平面の
角度差、t3は該二つの平面の延長上の交差線と前記発
光面との距離、ψは導光板の臨界角である。
2. The surface light source device according to claim 1, wherein the length (L) of one curved surface forming the reflection surface of the light guide plate is represented by the following equation: L = Δθ. /0.1×2×t3×tanψ where Δθ is the angle difference between two planes which are geometrically in contact with the curved surface, t3 is the distance between the intersection line of the extension of the two planes and the light emitting surface, ψ Is the critical angle of the light guide plate.
【請求項3】 前記導光板の前記反射面を構成する少な
くとも1つまたはそれ以上の曲面の断面が、円弧、放物
線、双曲線、楕円弧、三角関数曲線、懸鎖線、サイクロ
イド曲線、トロコイド曲線、指数関数曲線、インボリュ
ート曲線、又はその他数式的に表現可能な曲線であるこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の面光源装置。
3. A cross section of at least one or more curved surfaces constituting the reflection surface of the light guide plate is an arc, a parabola, a hyperbola, an elliptic arc, a trigonometric curve, a chain line, a cycloid curve, a trochoid curve, an exponential function. The surface light source device according to claim 1, wherein the surface light source device is a curve, an involute curve, or another curve that can be expressed mathematically.
【請求項4】 前記導光板の前記反射面が、仮想平面を
含む二平面と、該二平面に接する一曲面から構成され、
該二平面の仮想交差線と該導光板の入光面との距離が、
前記一つの曲面の長さLに対して略L/2であることを
特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の面光源装
置。
4. The reflecting surface of the light guide plate includes two planes including a virtual plane and a curved surface that is in contact with the two planes.
The distance between the virtual intersection line of the two planes and the light incident surface of the light guide plate is
The surface light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein the length L of the one curved surface is substantially L / 2.
【請求項5】 前記導光板の前記反射面にパターンが形
成され、該パターンに、該導光板の前記入光面からの距
離に応じて大きさ及び単位面積当たりに占める密度等の
粗密変化が設けられ、かつ、該入光面からの距離に関し
て該粗密変化を表す分布曲線が、該反射面を形成する前
記複数の面に対応して各々異なることを特徴とする請求
項1から4のいずれかに記載の面光源装置。
5. A pattern is formed on the reflection surface of the light guide plate, and the pattern has a variation in density and density, such as a size and a density occupied per unit area, according to a distance from the light entrance surface of the light guide plate. The distribution curve, which is provided and indicates the change in density with respect to the distance from the light incident surface, is different from each other corresponding to the plurality of surfaces forming the reflection surface. A surface light source device according to any one of the above.
【請求項6】 前記反射面に形成したパターンの前記粗
密変化並びに粗密変化率が、前記導光板の前記入光面か
らの距離に関して連続していることを特徴とする請求項
4又は5に記載の面光源装置。
6. The method according to claim 4, wherein the density change and the density change rate of the pattern formed on the reflection surface are continuous with respect to a distance from the light entrance surface of the light guide plate. Surface light source device.
【請求項7】 光源の光を導光板に案内する反射部材、
または該導光板の反射面側に配設された反射板、または
該導光板の発光面側に配設された偏向、偏光、散乱等の
機能を有する部材、のうち少なくとも一つを備えた請求
項1から請求項6のいずれかに記載の面光源装置。
7. A reflecting member for guiding light from a light source to a light guide plate,
Or at least one of a reflection plate disposed on the reflection surface side of the light guide plate, or a member disposed on the light emission surface side of the light guide plate and having functions such as deflection, polarization, and scattering. The surface light source device according to claim 1.
【請求項8】 前記導光板は前記入光面から遠ざかるに
つれて厚さが減少する形状であることを特徴とする請求
項1から請求項7のいずれかに記載の面光源装置。
8. The surface light source device according to claim 1, wherein the light guide plate has a shape whose thickness decreases as the distance from the light incident surface increases.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005353599A (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Valeo Vision Vehicle lighting or signaling system with light guide
GB2443849A (en) * 2006-11-20 2008-05-21 Sharp Kk Backlight and display
WO2012018745A2 (en) * 2010-08-03 2012-02-09 3M Innovative Properties Company Scanning backlight with slatless light guide
CN102679201A (en) * 2011-03-07 2012-09-19 日立民用电子株式会社 Illumination device and image display device employing the same

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005353599A (en) * 2004-06-11 2005-12-22 Valeo Vision Vehicle lighting or signaling system with light guide
GB2443849A (en) * 2006-11-20 2008-05-21 Sharp Kk Backlight and display
WO2012018745A2 (en) * 2010-08-03 2012-02-09 3M Innovative Properties Company Scanning backlight with slatless light guide
WO2012018745A3 (en) * 2010-08-03 2012-04-12 3M Innovative Properties Company Scanning backlight with slatless light guide
US8646960B2 (en) 2010-08-03 2014-02-11 3M Innovative Properties Company Scanning backlight with slatless light guide
CN102679201A (en) * 2011-03-07 2012-09-19 日立民用电子株式会社 Illumination device and image display device employing the same

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