JP2000122054A - Surface light source device and liquid crystal display device using the same - Google Patents

Surface light source device and liquid crystal display device using the same

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JP2000122054A
JP2000122054A JP10289649A JP28964998A JP2000122054A JP 2000122054 A JP2000122054 A JP 2000122054A JP 10289649 A JP10289649 A JP 10289649A JP 28964998 A JP28964998 A JP 28964998A JP 2000122054 A JP2000122054 A JP 2000122054A
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JP
Japan
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light
light source
source device
control sheet
liquid crystal
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JP10289649A
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Japanese (ja)
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Yoshinori Suga
義訓 菅
Masami Miwa
雅申 三輪
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a liq. crystal display device with a simple and easily productive structure holding satisfactorily a broad angle of visibility property and elevating front brightness with using scattered light having high brightness and high directivity generating from a roughened surface, light scattering particulate or the like. SOLUTION: A surface light source device 10 is provided with one surface of a light emitting surface 15, light sources 12 in at least a pair of side end parts 11a, 11b placed opposite to each other in a light guide body 11 providing a light emitting system, and a light control sheet 17 on the light emitting surface 15. In this case, the angle of visibility distribution of a outgoing light beam 20 obtaining after transmitting the control sheet 17 by an incident light beam from only one side end part 11a is specified to be at a position, in which a peak position of brightness is leaned in an angle more than 5 degree from a normal 21 direction of the light emitting surface 15.

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、更に詳細には液
晶ディスプレイ装置等のバックライトとして好適に用い
られる面光源装置の視野角性能及び正面輝度等を向上さ
せる技術に関する。
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 viewing angle performance and a front luminance of a surface light source device suitably used as a backlight of a liquid crystal display device or the like. Related to improving technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、ワードプロセッサやパーソナルコ
ンピュータ等の表示装置として、透過型の液晶ディスプ
レイ(表示)装置が多用されている。このような液晶デ
ィスプレイ装置は、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を配設して構成されている。この
バックライトは、冷陰極放電管等の線状光源を面状の光
に変換する機構を備えている。
2. Description of the Related Art In recent years, a transmissive liquid crystal display (display) device has been frequently used as a display device of a word processor, a personal computer or the like. Such a liquid crystal display device is generally configured by arranging a planar illumination device, that is, a backlight, on the back surface of a liquid crystal element. This backlight has a mechanism for converting a linear light source such as a cold cathode discharge tube into planar light.

【0003】具体的には、従来のバックライトは、液晶
素子の背面直下に光源を配設したもの、又は側面に光源
を設置し、アクリル板等の導光体を用いて面光源を得る
ようにしたもの(サイドライト方式)が代表的であり、
特に、後者のサイドライト方式の場合には導光板の光出
射面に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た。
[0003] Specifically, a conventional backlight has a light source disposed directly below the back surface of a liquid crystal element, or a light source provided on a side surface thereof, and a surface light source is obtained using a light guide such as an acrylic plate. Is typical (side light method),
In particular, in the case of the latter sidelight method, an optical element such as a prism array is arranged on the light emitting surface of the light guide plate to obtain desired optical characteristics.

【0004】このようなサイドライト方式のバックライ
トについては、例えば特開昭61−99187号公報や
特開昭63−62104号公報に開示されており、既に
よく知られている。特に、軽量、薄型という液晶ディス
プレイ装置の一般的特徴をより有効に引き出すために
は、バックライトを薄くすることができるサイドライト
方式の利用が好適であり、携帯用パーソナルコンピュー
タ等の液晶表示装置にはこのサイドライト方式のバック
ライトが多く使用されている。
[0004] Such a sidelight type backlight is disclosed in, for example, JP-A-61-99187 and JP-A-63-62104, and is already well known. In particular, in order to more effectively bring out the general characteristics of a liquid crystal display device that is lightweight and thin, it is preferable to use a sidelight method in which a backlight can be made thin, and it is suitable for a liquid crystal display device such as a portable personal computer. The backlight of the sidelight type is often used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このようなバックライ
トに要求される性能は、近時、ますます高度化する方向
にあるが、特に、カラー液晶ディスプレイ装置を用いた
携帯型パーソナルコンピューターやTVモニターでは、
カラー液晶セル自体の極めて低い光線透過率から、バッ
クライト光源に要求される輝度値が必然的に高いものと
ならざる得ない。
The performance required of such a backlight has been increasing in recent years, and in particular, a portable personal computer or a TV monitor using a color liquid crystal display device has been developed. Then
Due to the extremely low light transmittance of the color liquid crystal cell itself, the luminance value required for the backlight light source is inevitably high.

【0006】このため、サイドライト方式からなるバッ
クライトにおいては、プリズムアレー等からなるシート
を多用して光学的集光作用によって正面輝度を確保せざ
るを得なくなっている。しかし、プリズムアレー等から
なるシートを多用することは正面輝度を確保するために
は有効であるものの、視野角特性が狭くなり、更には大
きなコスト増を招くという問題点もあった。
[0006] For this reason, in the backlight of the sidelight type, it is inevitable to secure the front luminance by optical condensing action by frequently using a sheet composed of a prism array or the like. However, although the use of a sheet made of a prism array or the like is effective for securing the front luminance, there is a problem in that the viewing angle characteristics are narrowed and the cost is greatly increased.

【0007】このような問題点の解決策として最も有効
と考えられるのは、特開平6−18879号公報に開示
されているように、粗面や光散乱性微粒子等から発生す
る高輝度な指向性の高い散乱光を用いる試みである。
The most effective solution to such a problem is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-18879, which discloses a high-luminance directivity generated from a rough surface or light-scattering fine particles. This is an attempt to use highly scattered light.

【0008】しかし、これらの指向性散乱光を用いた際
には正面輝度は比較的十分に確保されるものの、光源で
ある蛍光管の長軸に垂直な方向への視野角特性が極めて
狭くなってしまうため、液晶ディスプレイ装置等への実
用化に際して極めて大きな妨げとなるという問題点があ
った。そのため、より簡易な手段によって正面輝度と視
野角特性を両立した面光源装置を提供し得る技術の出現
が待ち望まれていた。
However, when these directional scattered lights are used, the front luminance is relatively sufficiently ensured, but the viewing angle characteristics in the direction perpendicular to the long axis of the fluorescent tube as the light source are extremely narrow. Therefore, there is a problem that it becomes a great hindrance to practical application to a liquid crystal display device or the like. Therefore, the appearance of a technology capable of providing a surface light source device having both front luminance and viewing angle characteristics by simpler means has been awaited.

【0009】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、粗面や光散乱性微粒子等
から発生する高輝度な指向性の高い散乱光を利用しなが
ら、視野角特性を十分に広く保ち、しかも正面輝度を高
くする構造簡素で生産の容易な面光源装置及びこれを用
いた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. The object of the present invention is to utilize a high-intensity highly directional scattered light generated from a rough surface, light-scattering fine particles, etc. An object of the present invention is to provide a surface light source device having a simple structure and easily manufactured, which can maintain a sufficiently wide angular characteristic and increase the front luminance, and a liquid crystal display device using the same.

【0010】[0010]

【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、本発明は、一表面が光出射
面とされ、且つ光取出し機構の設けられた導光体と、こ
の導光体の少なくとも対向する一対の側端部に配設され
た光源と、光出射面上に配設された調光シートとを備え
る面光源装置において、側端部の一方のみからの入射光
線による、調光シートを透過した後に得られる出射光線
の視野角度分布は、輝度ピーク位置が光出射面の法線方
向から5度以上傾いた位置にあ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 present invention provides a light guide having one surface serving as a light emission surface and provided with a light extraction mechanism, a light source provided at least on a pair of opposed side ends of the light guide, In the surface light source device including the light control sheet disposed on the light output surface, the viewing angle distribution of the output light obtained after transmitting through the light control sheet, due to the incident light from only one of the side end portions, has a luminance peak. The position is inclined at least 5 degrees from the normal direction of the light exit surface.

【0011】<本発明における付加的構成>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。その付加的構成要素とは、光取出し機構が粗面で形
成されていることを特徴とする。光取出し機構として、
特に粗面に限定されるものではなく、導光体に分散した
無機微粒子等によって引き起こされる指向性の強い散乱
光を生成する手段を利用することもできる。
<Additional Configuration in the Present Invention> The surface light source device of the present invention is composed of the above-mentioned essential components. However, the present invention is established even when the components are specifically as follows. The additional component is characterized in that the light extraction mechanism is formed with a rough surface. As a light extraction mechanism,
It is not particularly limited to a rough surface, but a means for generating highly directional scattered light caused by inorganic fine particles or the like dispersed in a light guide may be used.

【0012】また、本発明の面光源装置では、調光シー
トとして母線を光源に平行とするほぼプリズムアレー形
状のものを使用することができ、その際、プリズムの頂
角部は光出射面側を向いていることを特徴とする場合に
は、本発明の効果をより一層引き出すことが可能とな
る。
Also, in the surface light source device of the present invention, a dimming sheet having a substantially prism array shape whose generatrix is parallel to the light source can be used. In this case, the effect of the present invention can be further enhanced.

【0013】更に、本発明の面光源装置では、調光シー
トを構成するプリズムアレーとして、頂角を55〜75
度とする2等辺三角形状のプリズムからなることが好ま
しい。更にまた、本発明の面光源装置では一側端部のみ
からの入射光線による、調光シートを透過した後に得ら
れる出射光線の視野角度分布における輝度ピーク位置
と、対向する側端部のみからの入射光線による同様の輝
度ピーク位置とが、5度以上離れていることを特徴とす
る。なお、輝度ピーク位置が光出射面の法線方向から1
0度以上傾いた(ずれた)位置にある場合には、最も本
発明の効果を得ることが可能である。
Further, in the surface light source device of the present invention, the prism array constituting the light control sheet has an apex angle of 55 to 75.
It is preferable that the prism is formed of an isosceles triangular prism. Furthermore, in the surface light source device of the present invention, by the incident light from only one side end, the luminance peak position in the viewing angle distribution of the outgoing light obtained after passing through the light control sheet, and from only the opposite side end. It is characterized in that a similar luminance peak position caused by an incident light beam is separated by 5 degrees or more. Note that the luminance peak position is 1 from the normal direction of the light exit surface.
The effect of the present invention can be obtained most when the position is inclined (shifted) by 0 degrees or more.

【0014】更に、本発明による面光源装置は、その用
途として、液晶ディスプレイ装置のバックライト光学系
に用いるのが最も好適である。すなわち、本発明の液晶
ディスプレイ装置は、前述した特徴即ち構成要素を取り
入れることによって、視野角特性や表面輝度に優れた液
晶ディスプレイ装置を提供することができる。
Further, the surface light source device according to the present invention is most preferably used for a backlight optical system of a liquid crystal display device. That is, the liquid crystal display device of the present invention can provide a liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics and surface luminance by incorporating the above-mentioned features, that is, components.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の面光源装置及び液
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には本発明の一実施形態に係る
面光源装置10が示されている。この実施形態に係る面
光源装置10は、導光体11と、その対向する一対の側
端部11a、11bに配置された2つの光源12とを含
む。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a surface light source device and a liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 1 shows a surface light source device 10 according to one embodiment of the present invention. The surface light source device 10 according to this embodiment includes a light guide 11 and two light sources 12 arranged on a pair of side ends 11a and 11b facing each other.

【0016】これらの光源12としては、蛍光管やLE
Dアレー等を使用することができるが、これらの光源に
特に限定されるものではない。この発明の面光源装置1
0に使用する光源12は、光源輝度に優れた冷陰極管の
利用が最も好適である。
These light sources 12 include fluorescent tubes and LEs.
A D array or the like can be used, but is not particularly limited to these light sources. Surface light source device 1 of the present invention
For the light source 12 used for 0, it is most preferable to use a cold cathode tube excellent in light source luminance.

【0017】各光源12の周囲には、リフレクタ13が
配設され、出射した光線をできるだけ無駄なく導光体1
1の側端部11a、11bに入射させるように構成され
ている。このリフレクタ13には、例えば黒色の光吸収
帯を当該リフレクタ13における導光体とのオーバーラ
ップ部分に設けることで、光源近傍に発生しやすい輝線
を防止することができる。
A reflector 13 is provided around each light source 12 so that the emitted light can be transmitted to the light guide 1 as efficiently as possible.
1 is configured to be incident on the side end portions 11a and 11b. By providing the reflector 13 with, for example, a black light absorption band in an overlapping portion of the reflector 13 with the light guide, it is possible to prevent a bright line that is likely to be generated in the vicinity of the light source.

【0018】本発明の面光源装置10においては、前述
したように導光体11の対向する一対の側端部11a、
11bに配設された少なくとも各1灯の光源12が重要
な構成要素である。図1に示される面光源装置10はそ
の代表的な例で、対向する一対の側端部11a、11b
に光源12として冷陰極管が、それぞれ1本づつ配設さ
れた、所謂2灯式の態様である。
In the surface light source device 10 of the present invention, as described above, a pair of side end portions 11a
At least one light source 12 disposed in each of the light sources 11b is an important component. The surface light source device 10 shown in FIG. 1 is a typical example thereof, and a pair of opposed side end portions 11a and 11b.
This is a so-called two-lamp mode in which one cold cathode tube is provided as a light source 12.

【0019】このような構成以外にも、導光体11にお
ける4つの側端部すべてに光源としての冷陰極管を配設
した4灯式、又は2灯の冷陰極管を導光体11のいずれ
かの一側端部に配設し、この一側端部に対向する側端部
にも2灯の冷陰極管が設けられ、合計4灯の冷陰極管を
配設した態様等を用いることもできる。
In addition to the above structure, a four-light type or two-light cold cathode tube in which cold cathode tubes as light sources are provided at all four side ends of the light guide 11 may be used. A mode in which two cold-cathode tubes are provided at one end of one side and two cold-cathode tubes are also provided at a side end facing the one side end, and a total of four cold-cathode tubes are used. You can also.

【0020】導光体11には各種の光取出し機構が設け
られるが、特に本発明の面光源装置においては特開平6
−18879号公報等に開示されている粗面や光散乱性
微粒子から引き起こされる、高強度で指向性に優れた散
乱光を光取出し機構とすることが最も好ましい。
The light guide 11 is provided with various light extraction mechanisms. In the surface light source device of the present invention, in particular,
It is most preferable to use a scattered light having high intensity and excellent directivity caused by a rough surface or light scattering fine particles disclosed in, for example, US Pat.

【0021】例えば、粗面を光取出し機構として散乱光
を取り出す場合には、グラデーションパターンのシボ加
工や粗面からなるドットパターンの転写が有効である。
その際、粗面の程度や粗面が占める面積等を調整して輝
度分布を均一化するようにすることが好ましい。このよ
うな発光面における輝度の均一化は、面光源装置に要求
される特性の一つである。
For example, when scattered light is extracted by using a rough surface as a light extraction mechanism, graining of a gradation pattern or transfer of a dot pattern having a rough surface is effective.
At this time, it is preferable to adjust the degree of the rough surface, the area occupied by the rough surface, and the like to make the luminance distribution uniform. Such uniform luminance on the light emitting surface is one of the characteristics required for the surface light source device.

【0022】図1に示される面光源装置10に設けられ
た粗面ドット14a、14b、14c……は、その代表
例であり、光源12から離れるにしたがって粗面ドット
の面積が大きくなるように構成され、光出射面15上に
出射する光量が全面でなるべく均一となるようにされて
いる。また、発光面即ち光出射面15における輝度分布
を均一化させるという観点では、同じ面積若しくは異な
る面積の粗面ドットを、光源から離れるにしたがってそ
の配置密度を大きくする態様であっても、同様の効果を
得ることが可能である。
The rough dots 14a, 14b, 14c... Provided on the surface light source device 10 shown in FIG. 1 are representative examples, and the area of the rough dots increases as the distance from the light source 12 increases. It is configured so that the amount of light emitted onto the light emitting surface 15 is as uniform as possible over the entire surface. Further, from the viewpoint of uniforming the luminance distribution on the light emitting surface, that is, the light emitting surface 15, even if the arrangement density of the rough surface dots having the same area or different areas is increased as the distance from the light source increases, the same applies. The effect can be obtained.

【0023】また、粗面や光散乱性微粒子による散乱光
のみでは、視野角特性や面内輝度分布の調整に支障をき
たす場合には、更に光出射面と反対側に白色インキによ
る印刷パターンを併用することが可能である。これによ
り、高視野角な散乱光成分を混合することが可能となる
ため、より照明光特性の制御性に優れた光取出し機構を
得ることができる。
When the scattered light from the rough surface or the light-scattering fine particles alone hinders the adjustment of the viewing angle characteristics and the in-plane luminance distribution, a print pattern of white ink is further formed on the side opposite to the light exit surface. It is possible to use them together. This makes it possible to mix scattered light components with a high viewing angle, so that it is possible to obtain a light extraction mechanism that is more excellent in controllability of illumination light characteristics.

【0024】ここで、粗面ドット14a、14b、14
c……からなる光取出し機構を備えた導光体11では光
源近傍の領域16に粗面ドット14a、14b、14c
……からの発光が十分に得られない領域即ち暗線発生領
域が存在する。このような暗線発生領域16の現出は、
粗面ドット14a、14b、14c……からの発光が本
質的に光出射面15に対して30〜50度の角度をな
す、浅い角度で出射するためであり、粗面ドット14
a、14b、14c……が光出射面15に対向する面に
存在する場合には光線経路の関係から、後述する調光シ
ート17を透過した後には必然的に光源近傍では発光領
域が得られないからである。
Here, the rough surface dots 14a, 14b, 14
In the light guide 11 having a light extraction mechanism composed of c..., rough surface dots 14a, 14b, and 14c
There is a region where light emission from... Cannot be sufficiently obtained, that is, a dark line generation region. The appearance of the dark line generation area 16 is as follows.
This is because the light emitted from the rough dots 14a, 14b, 14c... Is emitted at a shallow angle that is essentially at an angle of 30 to 50 degrees with respect to the light emitting surface 15.
When a, 14b, 14c,... are present on the surface facing the light exit surface 15, a light emitting area is necessarily obtained near the light source after passing through the light control sheet 17 described later due to the relationship of the light path. Because there is no.

【0025】この暗線発生領域16にカバーを設け、少
なくともこの部分的な領域については面光源として用い
ないようにすることも考えられるが、このような暗線現
象を防止するためには、図2に示されるように粗面ドッ
ト14a、14b、14c……からなる光取出し機構を
光出射面15側に設けることが好ましい。
It is conceivable that a cover is provided in the dark line generating area 16 and at least a part of the area is not used as a surface light source. However, in order to prevent such a dark line phenomenon, FIG. As shown in the figure, it is preferable to provide a light extraction mechanism including the rough surface dots 14a, 14b, 14c,.

【0026】本実施形態に係る面光源装置10は、導光
体11の光出射面15上に配設された調光シート17を
更に含む。この調光シート17は、導光体11における
一方の側端部11aのみからの入射光による当該調光シ
ート17からの出射光線における最大輝度方向が、光出
射面15の法線方向に対して5度以上ずれる(傾く)よ
うに構成されている。
The surface light source device 10 according to the present embodiment further includes a dimming sheet 17 disposed on the light exit surface 15 of the light guide 11. In the light control sheet 17, the maximum luminance direction of the light emitted from the light control sheet 17 due to the incident light from only one side end 11 a of the light guide 11 is perpendicular to the normal direction of the light output surface 15. It is configured to be shifted (inclined) by 5 degrees or more.

【0027】このように調光シート17は、導光体11
における一方の側端部11aからの入射光について見た
時、調光シート17からの出射光線における最大輝度方
向が光出射面15の法線方向に対して5度以上傾くよう
にされているため、両側端部に配設された2灯双方が点
灯されて対向する他方の側端部11bから入射した光線
による出射光線と重ね合わさると、広い視野角度分布を
有した照明光特性を得ることが可能となる。このような
照明光特性は液晶ディスプレイ装置のバックライト等に
用いるのに特に好適である。
As described above, the light control sheet 17 is used for the light guide 11.
When the incident light from one side end 11a is viewed, the maximum luminance direction of the light emitted from the light control sheet 17 is inclined at least 5 degrees with respect to the normal direction of the light exit surface 15. When both of the two lamps disposed on both side ends are turned on and superimposed on the outgoing light beam due to the light beam incident from the other side end portion 11b opposed thereto, an illumination light characteristic having a wide viewing angle distribution can be obtained. It becomes possible. Such illumination light characteristics are particularly suitable for use in a backlight or the like of a liquid crystal display device.

【0028】この状況を図1を用いて、更に詳細に説明
する。まず、一側端部11aより入射した光線は導光体
11内では、スネルの法則に基づく全反射条件にしたが
って伝搬する。この光線が粗面ドット14a、14b、
14c……からなる光取出し機構に行き着くと、散乱現
象が発生し、もはや光線は導光体11内にとどまってい
ることなく、出射することとなる。
This situation will be described in more detail with reference to FIG. First, a light beam incident from one side end 11a propagates in the light guide 11 according to a total reflection condition based on Snell's law. This light beam is used as the rough dots 14a, 14b,
When arriving at the light extraction mechanism consisting of 14c..., A scattering phenomenon occurs, and the light rays are emitted without staying in the light guide 11 any longer.

【0029】その際に、導光体11から直接、出射する
光線、及び導光体11における光出射面15と対向する
面18に設けられた反射シート19による反射を介して
出射する光線等があるが、いずれにしても粗面ドット1
4a、14b、14c……等による高強度で指向性の強
い散乱光では、出射光線の方向は光出射面15の法線方
向から大きくはずれ、なおかつ、半値角が狭いものとな
る。
At this time, a light beam directly emitted from the light guide 11, a light beam emitted through reflection by a reflection sheet 19 provided on a surface 18 of the light guide 11 opposed to the light exit surface 15, and the like are provided. However, in any case, rough surface dot 1
In the case of scattered light having high intensity and high directivity due to 4a, 14b, 14c, etc., the direction of the emitted light largely deviates from the normal direction of the light emitting surface 15, and the half-value angle is narrow.

【0030】このようにして出射した光線を、例えば頂
角60〜70度なる3角プリズムアレーからなる調光シ
ート17を、光出射面15側に頂角部を向け、且つ光源
12と各プリズムの母線が平行になるように配設し、出
射光線を変角して輝度ピーク位置を光出射面15の法線
方向に向けると、正面での輝度が高い照明光を得ること
ができる。
The light beam emitted in this manner is applied to a light control sheet 17 composed of a triangular prism array having an apex angle of 60 to 70 degrees, for example. Are arranged parallel to each other, and the emitted light beam is deflected so that the luminance peak position is directed to the normal direction of the light emitting surface 15, whereby illumination light with high luminance in front can be obtained.

【0031】本発明の面光源装置10においては、この
ような調光シート17からの出射光線20における輝度
ピークを光出射面15の法線21から5度以上傾いた位
置にくるように調光シート17の光学パラメータ、より
具体的には3角プリズムアレー17aの頂角等が調整さ
れている。その結果一側端部11aより入射した光線が
調光シート17を透過した後に形成する、一側端部11
aのみからの入射光線による視野角度分布は図3に示さ
れる特性図の曲線S1のようになる。
In the surface light source device 10 according to the present invention, the dimming is performed so that the luminance peak of the light ray 20 emitted from the light adjusting sheet 17 is inclined at least 5 degrees from the normal 21 of the light emitting surface 15. The optical parameters of the sheet 17, more specifically, the apex angle of the triangular prism array 17a are adjusted. As a result, the one-side end 11 formed after the light beam incident from the one-side end 11a passes through the light control sheet 17 is formed.
The viewing angle distribution due to the incident light from only a is as shown by the curve S1 in the characteristic diagram shown in FIG.

【0032】前述した光学パラメータについては、構成
する導光体のサイズや光取出し機構の方式等により異な
るものであり、各々適切な値を設定すべきである。例え
ば、12インチサイズの導光体で、図2に示されるよう
に粗面からなるドットパターン14a、14b、………
を用いた場合には、頂角63度なる三角プリズムアレー
17aを用いて輝度ピーク位置(方向)を光出射面の法
線方向から6度傾ける(ずらす)ことが可能であった。
The above-mentioned optical parameters differ depending on the size of the light guide to be constituted, the method of the light extraction mechanism, and the like, and appropriate values should be set for each. For example, as shown in FIG. 2, a light guide having a size of 12 inches has dot patterns 14a, 14b,...
In the case where is used, it was possible to incline (shift) the luminance peak position (direction) by 6 degrees from the normal direction of the light emitting surface using the triangular prism array 17a having a vertical angle of 63 degrees.

【0033】ここで、前述したように一方の側端部11
aより入射した光線が調光シート17を透過した後に形
成する、当該側端部11aのみからの入射光線による視
野角度分布は、輝度ピーク位置が法線方向より傾いて
(ずれて)設定されるため、対向する他方の側端部11
bより入射した光線も調光シート17を透過した後に
は、例えば図3の特性図に示される曲線S2のような視
野角度分布を形成する。
Here, as described above, one side end 11
The viewing angle distribution formed by the incident light only from the side end 11a formed after the light incident from the light transmitting sheet 17 passes through the light control sheet 17 is set such that the luminance peak position is inclined (shifted) from the normal direction. Therefore, the other opposite side end 11
After the light beam incident from b also passes through the light control sheet 17, it forms a viewing angle distribution such as a curve S2 shown in the characteristic diagram of FIG. 3, for example.

【0034】従って、一側端部11aに配設された光源
12と対向する他側端部11bに配設された光源12
を、使用時に、同時点灯すれば、得られる出射光線の視
野角度分布は図3の特性図に示される曲線Sのように高
強度で広い分布を有した照明光となり、液晶ディスプレ
イ装置のバックライト等に用いるのに極めて好適な照明
光特性を得ることが可能となる。
Accordingly, the light source 12 disposed at the other end 11b opposite to the light source 12 disposed at the one end 11a
Is turned on at the same time during use, the viewing angle distribution of the emitted light beam becomes illumination light having a high intensity and a wide distribution as shown by a curve S shown in the characteristic diagram of FIG. Thus, it is possible to obtain an illumination light characteristic which is extremely suitable for use in such applications.

【0035】本発明において用いられる調光シート17
としては、導光体11より出射した光線の方向変換機能
を有し、一側端部11aから導光体11に入射した光線
成分の、該調光シート17を透過した後の輝度ピーク位
置(方向)を光出射面15の法線方向から5度以上傾い
た(ずれた)位置とする機能を有するものであれば、特
に限定されるものではない。その際、調光シート17の
形状や配置方向は、導光体11に設けられた光取出し機
構に応じた、出射光線20の指向特性を考慮して決定す
ることが好ましい。
Light control sheet 17 used in the present invention
Has a function of changing the direction of the light beam emitted from the light guide 11, and the luminance peak position of the light component incident on the light guide 11 from one side end 11a after passing through the light control sheet 17 ( The direction is not particularly limited as long as it has a function of making the position inclined (displaced) by 5 degrees or more from the normal direction of the light emitting surface 15. At this time, it is preferable that the shape and the arrangement direction of the light control sheet 17 are determined in consideration of the directivity of the emitted light beam 20 according to the light extraction mechanism provided in the light guide 11.

【0036】また、本発明の面光源装置において好適に
使用される、粗面や光散乱性微粒子からなる光取出し機
構については、これを例示すれば、頂角55〜75度、
好ましくは55〜70度、更に好ましくは60〜70度
の三角プリズムアレーを頂角が光出射面15に向き、プ
リズムの母線が光源12と平行になるように配設するこ
とが好ましい。
The light extraction mechanism preferably used in the surface light source device of the present invention, which is composed of a rough surface or light scattering fine particles, has an apex angle of 55 to 75 degrees.
It is preferable to arrange a triangular prism array of preferably 55 to 70 degrees, more preferably 60 to 70 degrees, so that the apex angle faces the light emitting surface 15 and the generatrix of the prism is parallel to the light source 12.

【0037】この他にも、断面多角形のプリズム、頂部
曲面形のプリズム、シリンドリカルレンチキュラーレン
ズ、断面多角形の角錐群、マイクロレンズアレー、回折
光学素子アレー等からなる、前述した機能を満足するよ
うに形状設計された調光シートも好適に使用することが
できる。
Other than the above, the above-mentioned functions of a prism having a polygonal cross section, a prism having a curved top portion, a cylindrical lenticular lens, a group of pyramids having a polygonal cross section, a microlens array, a diffractive optical element array and the like are satisfied. A light control sheet having a shape designed in the above manner can also be suitably used.

【0038】本発明の面光源装置おける好ましい態様に
おいては、導光体11および調光シート17は、いずれ
も樹脂材料によって形成される。特に、アクリル系樹
脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、又
は環状ポリオレフィン系樹脂が好適に用いられ、調光シ
ート17の表面に形成される光学素子群はアクリル系等
に代表される公知の熱硬化性、若しくは光硬化性樹脂に
よって形成されるものが好ましい。
In a preferred embodiment of the surface light source device of the present invention, both the light guide 11 and the light control sheet 17 are formed of a resin material. In particular, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polyester resin, or a cyclic polyolefin resin is preferably used, and a group of optical elements formed on the surface of the light control sheet 17 is a known thermosetting represented by an acrylic resin or the like. What is formed with a property or a photocurable resin is preferable.

【0039】本発明の面光源装置における光供給手段と
しての光源は、特に限定されるものではないが、蛍光管
(冷陰極管、熱陰極管)、タングステン白熱球、オプテ
ィカルロッド、LEDアレー等が代表的である。特に、
小型化と高輝度化が容易な線状光源として冷陰極管の利
用が最も好適である。
The light source as the light supply means in the surface light source device of the present invention is not particularly limited, but includes a fluorescent tube (cold cathode tube, hot cathode tube), a tungsten incandescent bulb, an optical rod, an LED array and the like. Representative. In particular,
It is most preferable to use a cold cathode tube as a linear light source that can be easily reduced in size and increased in luminance.

【0040】ところで、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あ
る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。
By the way, a liquid crystal display device utilizes 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. A display that uses a liquid crystal cell, which is an array of optical shutters, driven by changing the alignment state of light and changing the light transmittance and reflectance.

【0041】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等の液晶
表示素子が挙げられ、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、高輝度、広視野角、低消
費電力、薄型等、液晶ディスプレイ装置として好適な特
性を賦与することが可能となる。
Specifically, there are liquid crystal display elements of a transmission type simple matrix drive super twisted nematic mode, a transmission type active matrix drive twisted nematic mode, and the like. By configuring the liquid crystal display device as above, it is possible to impart characteristics suitable for the liquid crystal display device, such as high luminance, wide viewing angle, low power consumption, and thinness.

【0042】[0042]

【実施例】次に、本発明の面光源装置を好適な実施例に
より更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。図2
に本発明の面光源装置における一実施例を示す。導光体
11として12インチ、厚み4mmのアクリル樹脂を使
用し、光源12から離れるにしたがって面積が相対的に
大きくなるようにパターニングした粗面からなるドット
パターン14a、14b、14c………を導光体11の
光出射面側に転写した。
Next, the surface light source device of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments unless departing from the gist thereof. FIG.
FIG. 1 shows an embodiment of the surface light source device of the present invention. A 12-inch, 4 mm thick acrylic resin is used as the light guide 11, and the dot patterns 14a, 14b, 14c,... The light was transferred to the light emitting surface side of the light body 11.

【0043】そして、光出射面15と対向する面には銀
(Ag)を蒸着した光線反射率95%の反射シート19
を配設した。更に、調光シート17としては、厚み12
0μmのポリエチレンテレフタレートを基材フィルムと
する、プリズム頂角63度、ピッチ150μmなるプリ
ズムシートを用い、プリズム頂角部が光出射面15側を
向き、該プリズムの母線が光源12と平行になる方向に
設置した。プリズムシート上には厚み200μm、ヘー
ズ20%なる光拡散シート22を設けている。
On the surface facing the light exit surface 15, a reflection sheet 19 of 95% light reflectance with silver (Ag) deposited thereon is deposited.
Was arranged. Further, the light control sheet 17 has a thickness of 12
A prism sheet having 0 μm polyethylene terephthalate as a base film and having a prism apex angle of 63 degrees and a pitch of 150 μm is used. A direction in which the prism apical portion faces the light exit surface 15 side and the generatrix of the prism is parallel to the light source 12. It was installed in. A light diffusion sheet 22 having a thickness of 200 μm and a haze of 20% is provided on the prism sheet.

【0044】光源12としては管径3mmの冷陰極管を
使用し、相対する側端部11a、11bにそれぞれこの
冷陰極管を配設し、周囲を銀(Ag)を蒸着したフィル
ムからなるリフレクタ13によって覆い、インバータを
介して電圧印加して点灯し、面光源装置10とした。
A cold-cathode tube having a diameter of 3 mm is used as the light source 12, and the cold-cathode tubes are disposed on the opposite side ends 11a and 11b, respectively. A reflector made of a film on which silver (Ag) is vapor-deposited is provided. 13 and turned on by applying a voltage via an inverter to obtain a surface light source device 10.

【0045】この面光源装置10の中央部からの各出射
角度に対する輝度分布を輝度計(トプコム製BM−7)
を用いて測定した。結果を表1に示す。
A luminance meter (BM-7, manufactured by Topcom) for the luminance distribution with respect to each emission angle from the center of the surface light source device 10.
It measured using. Table 1 shows the results.

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【比較例】プリズム頂角が68度となる、片側の光源の
みからの出射光による輝度ピーク位置が光出射面の法線
方向と一致した調光シートを用いたことの他は、前述し
た実施例と同一の部材を用いて、輝度分布を測定した。
結果を表1に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE A light control sheet having a prism apex angle of 68 degrees and having a luminance peak position coincident with the normal direction of the light emitting surface due to light emitted from only one light source was used. The luminance distribution was measured using the same members as in the examples.
Table 1 shows the results.

【0047】[0047]

【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、粗面や光散乱性微粒子等から発生する高輝
度な指向性の高い散乱光を利用しながら、視野角特性を
十分に広く保ち、なお且つ正面輝度を高くする構造簡素
で生産の容易な面光源装置を提供することができる。こ
れらの特徴は、近時、高度化する液晶ディスプレイ装置
のバックライトに対する照明光の光学特性に対する要求
に応えるものである。
As described above, according to the surface light source device of the present invention, the viewing angle characteristics can be improved while utilizing the scattered light having high luminance and high directivity generated from the rough surface or the light scattering fine particles. It is possible to provide a surface light source device which has a simple structure and can be easily produced, which is kept sufficiently wide and has a high front luminance. These features respond to the demand for optical characteristics of illumination light for backlights of liquid crystal display devices, which have recently become more sophisticated.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る面光源装置を概略的
に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a surface light source device according to an embodiment of the present invention.

【図2】暗線対策を施した本発明の他の実施形態に係る
面光源装置を概略的に示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a surface light source device according to another embodiment of the present invention in which dark line countermeasures are taken.

【図3】本発明の面光源装置から発せられる照明光の視
野角分布を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a viewing angle distribution of illumination light emitted from the surface light source device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 面光源装置 11 導光体 11a 導光体の一側端部 11b 導光体の対向する他側端部 12 光源 13 リフレクタ 14a、14b、14c 粗面ドットパターン(光取出
し機構) 15 光出射面 16 暗線発生領域 17 調光シート 17a 三角プリズム 18 光出射面15と対向する面 19 反射シート 20 出射光線 21 光出射面における法線 22 光拡散シート S1 一側端部からの入射光のみによる視野角度分布特
性曲線 S2 他側端部からの入射光のみによる視野角度分布特
性曲線 S3 2灯を点灯した際の視野角度分布特性曲線
Reference Signs List 10 surface light source device 11 light guide 11a one end of light guide 11b other end opposite to light guide 12 light source 13 reflectors 14a, 14b, 14c rough dot pattern (light extraction mechanism) 15 light emission surface Reference Signs List 16 dark line generating region 17 light control sheet 17a triangular prism 18 surface facing light exit surface 15 reflection sheet 20 exit light 21 normal line at light exit surface 22 light diffusion sheet S1 viewing angle only by incident light from one side end Distribution characteristic curve S2 Viewing angle distribution characteristic curve based on only incident light from the other end S3 Viewing angle distribution characteristic curve when two lamps are turned on

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H038 AA55 BA06 2H091 FA16Z FA21Z FA23Z FA32Z FA42Z FA45Z FB03 FB08 FC02 LA17 LA19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H038 AA55 BA06 2H091 FA16Z FA21Z FA23Z FA32Z FA42Z FA45Z FB03 FB08 FC02 LA17 LA19

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一表面が光出射面とされ、且つ光取出し
機構の設けられた導光体と、この導光体の少なくとも対
向する一対の側端部に配設された光源と、前記光出射面
上に配設された調光シートとを備える面光源装置におい
て、 前記側端部の一方のみからの入射光線による、前記調光
シートを透過した後に得られる出射光線の視野角度分布
は、輝度ピーク位置が前記光出射面の法線方向から5度
以上傾いた位置にあることを特徴とする面光源装置。
1. A light guide, one surface of which is a light exit surface and provided with a light extraction mechanism, a light source disposed on at least a pair of opposed side ends of the light guide, and the light In a surface light source device comprising: a light control sheet disposed on an output surface; and an incident light beam from only one of the side end portions, a viewing angle distribution of an output light beam obtained after transmitting through the light control sheet, A surface light source device, wherein a luminance peak position is at a position inclined at least 5 degrees from a normal direction of the light emitting surface.
【請求項2】 前記光取出し機構が粗面で形成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。
2. The surface light source device according to claim 1, wherein the light extraction mechanism is formed with a rough surface.
【請求項3】 前記調光シートが、母線を前記光源に平
行とするほぼプリズムアレー形状の調光シートであり、
且つ前記プリズムの頂角部は前記光出射面側を向いてい
ることを特徴とする請求項2に記載の面光源装置。
3. The light control sheet according to claim 1, wherein the light control sheet is a substantially prism array light control sheet having a generatrix parallel to the light source.
The surface light source device according to claim 2, wherein a vertex angle portion of the prism faces the light emission surface side.
【請求項4】 前記調光シートを構成する前記プリズム
アレーは、頂角を55〜75度とする2等辺三角形状の
プリズムからな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 prism array constituting the light control sheet comprises an isosceles triangular prism having an apex angle of 55 to 75 degrees.
【請求項5】 一側端部のみからの入射光線による、前
記調光シートを透過した後に得られる出射光線の視野角
度分布における輝度ピーク位置と、対向する前記側端部
のみからの入射光線による同様の輝度ピーク位置とが、
5度以上離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 luminance peak position in a viewing angle distribution of an emitted light beam transmitted through the light control sheet due to an incident light beam from only one side end, and an incident light beam from only the opposite side end. A similar luminance peak position is
The surface light source device according to claim 1, wherein the surface light source device is separated by 5 degrees or more.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の面光源
装置が液晶素子のバックライト光学系に用いられて構成
されていることを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
6. A liquid crystal display device, wherein the surface light source device according to claim 1 is used for a backlight optical system of a liquid crystal element.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006003914A (en) * 2000-06-23 2006-01-05 Samsung Electronics Co Ltd Liquid crystal display having novel light guide plate structure
KR100702904B1 (en) 2003-10-06 2007-04-04 가시오게산키 가부시키가이샤 Plane light source and liquid crystal display device using the plane light source
JP2011040369A (en) * 2009-06-01 2011-02-24 Skc Haas Display Films Co Ltd Light guide plate for direction-turning film system
JP2013083912A (en) * 2011-09-29 2013-05-09 Fujifilm Corp Polarizing plate, and liquid crystal display device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006003914A (en) * 2000-06-23 2006-01-05 Samsung Electronics Co Ltd Liquid crystal display having novel light guide plate structure
KR100702904B1 (en) 2003-10-06 2007-04-04 가시오게산키 가부시키가이샤 Plane light source and liquid crystal display device using the plane light source
JP2011040369A (en) * 2009-06-01 2011-02-24 Skc Haas Display Films Co Ltd Light guide plate for direction-turning film system
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