JP2001357714A - Surface illumination device and a liquid crystal display using it - Google Patents

Surface illumination device and a liquid crystal display using it

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JP2001357714A
JP2001357714A JP2000179760A JP2000179760A JP2001357714A JP 2001357714 A JP2001357714 A JP 2001357714A JP 2000179760 A JP2000179760 A JP 2000179760A JP 2000179760 A JP2000179760 A JP 2000179760A JP 2001357714 A JP2001357714 A JP 2001357714A
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JP
Japan
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light
light guide
light source
liquid crystal
corner
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JP2000179760A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Suga
義訓 菅
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Yuka Denshi Co Ltd
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Yuka Denshi Co Ltd
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost surface illumination device and a liquid crystal display using it, which have a simple structure and can be easily assembled while having higher illumination efficiency and can be suitably used for a portable liquid crystal display or the like, by utilizing a point light source such as a white LED although it has been difficult to be applied to the surface illumination device because it is a point light source despite its advantage a light source. SOLUTION: In the surface illumination device which is composed of a point light source that is arranged on a side end part of almost a transparent light guide 11 with a light emitting surface on its one face and in which a light drawing out mechanism 14 is installed at the light guide, the point light source 12 is arranged on at least one corner part 13 of the light guide 11, and a corner cut surface 13a is formed on the corner 13 so that a light incident surface is directed almost a central direction of the light emitting surface.

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】本発明は面照明装置及びこれ
を用いた液晶ディスプレイに関し、更に詳細には小型液
晶ディスプレイ装置のバックライトやフロントライトと
して好適に用いられ、光利用効率を高く保ちながら少な
い部品で構成されると共に組立て性に優れた面照明装置
及びこれを用いた液晶ディスプレイに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface illumination device and a liquid crystal display using the same. 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface illumination device which is composed of components and has excellent assemblability and a liquid crystal display using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、パーソナルコンピュータ向けモニ
ター等の表示装置として透過型の液晶表示装置が多用さ
れており、このような液晶表示装置では、通常、液晶素
子の背面に面状の照明装置即ちバックライトが配設さ
れ、液晶パネルを背面から照らしだし、液晶素子のシャ
ッター機構によってパネルを透過する光線量を制御し、
画像を表示する機構とされている。
2. Description of the Related Art In recent years, a transmissive liquid crystal display device has been frequently used as a display device such as a monitor for a personal computer. In such a liquid crystal display device, a planar illuminating device, ie, A backlight is provided, illuminates the liquid crystal panel from the back, and the amount of light transmitted through the panel is controlled by the shutter mechanism of the liquid crystal element,
It is a mechanism for displaying images.

【0003】ここで、透過型液晶セルは出射光線が偏光
板、カラーフィルター、電極等、多数の光線損失を引き
起こす層を透過しなければならない構造とされているた
め、原理的にバックライトの光量を極めて大きくとる必
要があり、表示画面の高輝度化が困難であった。このた
め、携帯型パーソナルコンピュータや携帯情報端末等の
屋外で使用することが頻繁な液晶表示装置では、周辺が
極めて明るい環境下で、表示画像を視認することが困難
になる問題が発生していた。
Here, the transmission type liquid crystal cell has a structure in which emitted light must pass through layers that cause a large number of light losses, such as a polarizing plate, a color filter, and an electrode. Must be extremely large, and it is difficult to increase the brightness of the display screen. For this reason, in a liquid crystal display device that is frequently used outdoors such as a portable personal computer and a portable information terminal, there has been a problem that it is difficult to visually recognize a display image in an environment where the periphery is extremely bright. .

【0004】そこで、これらの用途に向けた液晶表示装
置として、液晶セル内に反射板を設け、外光を直接反射
して表示する反射型液晶ディスプレイが用いられつつあ
り、実際に、周辺が明るく透過型液晶ディスプレイでは
コントラストが低下し視認が困難になる屋外環境におい
ても画像を鮮明にとらえることが可能であることが確認
されている。
Therefore, as a liquid crystal display device for these applications, a reflection type liquid crystal display in which a reflection plate is provided in a liquid crystal cell and an external light is directly reflected and displayed is being used. It has been confirmed that a transmissive liquid crystal display can clearly capture an image even in an outdoor environment where the contrast is reduced and visibility is difficult.

【0005】しかしながら、外光を直接利用する反射型
液晶ディスプレイの特性上、周辺が暗い屋内環境や交通
機関の車内等では表示に用いる外光が限られてしまうた
め視認が困難になる欠点があり、この欠点を改良するた
め、透過型液晶ディスプレイとは逆に、液晶パネルの前
面に液晶パネルを照明する照明装置、すなわち、フロン
トライトを装着し、外光が十分ではない環境下において
も画像を鮮明にとらえることができるように工夫されて
いる。
However, due to the characteristics of the reflection type liquid crystal display which directly uses external light, there is a disadvantage that the external light used for display is limited in an indoor environment where the surroundings are dark or in a vehicle of a transportation facility, so that it is difficult to visually recognize the external light. In order to improve this disadvantage, contrary to the transmissive liquid crystal display, an illumination device that illuminates the liquid crystal panel in front of the liquid crystal panel, that is, a front light is attached, and images can be displayed even in an environment where external light is not sufficient. It is devised so that it can be captured clearly.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】これらの携帯型装置に
用いられる液晶ディスプレイのバックライトやフロント
ライトとしては、前述の如く効率が高いことが重要であ
り、これまでにも各種の提案がなされている。しかし、
照明効率や表示面内の照度ムラの点で未だ十分と言える
ものではなく、特に反射型液晶ディスプレイのフロント
ライトとして十分な性能を備えたものが無いことが問題
となっていた。
As described above, it is important that the backlight and front light of a liquid crystal display used in these portable devices have high efficiency, and various proposals have been made so far. I have. But,
The illumination efficiency and the illuminance unevenness in the display surface are not yet satisfactory, and there has been a problem that there is no one having sufficient performance as a front light of a reflection type liquid crystal display.

【0007】特に、小型化が容易であり、発熱が少な
く、消費電力量の少ない白色LED光源はこれら携帯型
装置に用いられる液晶ディスプレイ用照明光源として極
めて適切なものである。しかしながら、点光源であるた
め、線状光源である冷陰極管等の放電管と異なり、面状
に均一な照明強度を確保することが困難であった。
In particular, a white LED light source that can be easily miniaturized, generates less heat, and consumes less power is extremely suitable as an illumination light source for a liquid crystal display used in these portable devices. However, unlike a discharge tube such as a cold cathode tube which is a linear light source, it is difficult to secure a uniform illumination intensity in a planar shape because it is a point light source.

【0008】そのため、図10に見られる光学ロッド
(光出射機能2を有した第2の導光体)1を用いて点光
源3を一旦、線状光源に変換する態様、図11に見られ
るLED4をアレー状に並べて擬似的線状光源5とする
態様等によって導光体11への入射光を線状光源として
面照明を得ていた。ところが、光学ロッド1を用いる方
式では光損失が大きく、十分な照明強度が得られないこ
とが問題であり、また、LEDアレー4を用いる方式で
は極めて部品点数が増大し、尚かつ組立性も悪化するた
め、コストが増大する問題が生じていた。
For this reason, the point light source 3 is temporarily converted to a linear light source by using the optical rod (second light guide having the light emitting function 2) 1 shown in FIG. 10, as shown in FIG. Surface illumination is obtained by using the light incident on the light guide 11 as a linear light source, for example, by arranging the LEDs 4 in an array to form a pseudo linear light source 5. However, in the method using the optical rod 1, there is a problem that the light loss is large and sufficient illumination intensity cannot be obtained. In the method using the LED array 4, the number of components is extremely increased, and the assemblability is deteriorated. Therefore, there has been a problem that the cost increases.

【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、光源として本質的には有
利な特徴を備えながら、点光源であるために面照明装置
には適用することが難しかった白色LED等の点光源を
活用し、より高い照明効率を備えながら、構造簡素で組
み立て性に優れ、携帯型液晶ディスプレイ装置等に好適
に用いることができる低コストな面照明装置及びこれを
用いた液晶ディスプレイを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and is applied to a surface illuminating device because it is a point light source while having essentially advantageous characteristics as a light source. Utilizing a point light source such as a white LED, which has been difficult to achieve, while providing higher illumination efficiency, a simple structure, excellent assemblability, and a low-cost surface illumination device that can be suitably used for a portable liquid crystal display device and the like. It is to provide a liquid crystal display using the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は面照明装置であ
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、一表面を光出射
面とするほぼ透明な導光体の側端部に点光源を配設し、
導光体には光取り出し機構が設けられてなる面照明装置
において、点光源が導光体の少なくとも一つのコーナー
部分に配設され、且つコーナー部分には光出射面のほぼ
中心方向に光入射面を向けるようにコーナーカット面が
形成されていることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a surface lighting device, and is configured as follows to solve the above-mentioned technical problem. That is, the present invention provides a point light source at a side end of a substantially transparent light guide having one surface as a light emitting surface,
In a surface illumination device in which a light guide is provided with a light extraction mechanism, a point light source is disposed at at least one corner of the light guide, and light enters the corner substantially in the direction of the center of the light exit surface. A corner cut surface is formed so as to face the surface.

【0011】〈本発明における具体的構成〉本発明の面
照明装置は、前述した必須の構成要素からなるが、その
構成要素が具体的に以下のような場合であっても成立す
る。その具体的構成要素とは、前記コーナーカット面に
凹凸加工又は粗面加工を施すこと、或いは導光体が被照
明体を照明すべく被照明体の前面に配設され、点光源に
は窒化ガリウム系又は亜鉛化セレン系の白色発光ダイオ
ード素子を用いことを特徴とするものである。
<Specific Configuration in the Present Invention> The surface lighting device of the present invention is composed of the above-mentioned essential components. However, the present invention can be established even when the specific components are as follows. The concrete component is that the corner cut surface is subjected to unevenness processing or rough surface processing, or a light guide is provided on the front surface of the illuminated body to illuminate the illuminated body, and a point light source is formed by nitriding. A gallium-based or selenium-zinc-based white light-emitting diode element is used.

【0012】また、本発明の面照明装置では、導光体に
設けられる光取り出し機構として、導光体の表面に粗
面、突起又は凹部からなるパターンを形成即ちパターニ
ングし、且つこのパターンをコーナーカット面から離れ
るに従って占有面積が増大するようにしたことを特徴と
する。導光体に設けられる光取り出し機構としては、被
照明体が配設される側の表面を光出射面とする時、この
面とは相対する側の表面に傾斜角θが1〜20度なる傾
斜面アレーを設け、この傾斜面アレーの尾根線をコーナ
ーカット面とほぼ平行となるようにすることができる。
Further, in the surface illumination device of the present invention, as a light extraction mechanism provided on the light guide, a pattern consisting of a rough surface, a projection or a concave portion is formed or patterned on the surface of the light guide, and this pattern is cornered. It is characterized in that the occupied area increases as the distance from the cut surface increases. As a light extraction mechanism provided in the light guide, when the surface on the side on which the illuminated body is provided is a light emitting surface, the surface on the side opposite to this surface has an inclination angle θ of 1 to 20 degrees. An inclined surface array can be provided so that the ridge line of the inclined surface array is substantially parallel to the corner cut surface.

【0013】更に、本発明の面照明装置では、導光体に
設けられる光取り出し機構として被照明体が配設される
側の表面に形成されたパターンを構成する粗面を、その
粗さがJIS B0601に定めるRz値として0.2
μm〜15μmの範囲とすることが好ましい。また、導
光体に設けられる光取り出し機構として形成されたパタ
ーンは、点光源が配設されたコーナー部分と対向する他
のコーナー部分とを結ぶ対角線の方向とこの対角線と直
交する方向との2軸方向に対して変化し、照明強度分布
を均一化させるようにすることが好ましい。更に、導光
体の一表面及びこの表面に対向する表面における少なく
とも一方の表面には反射防止処理を施することが好まし
い。
Further, in the surface lighting device of the present invention, a rough surface constituting a pattern formed on the surface on the side on which the illuminated object is provided is provided as a light extraction mechanism provided on the light guide, and the roughness is reduced. The Rz value specified in JIS B0601 is 0.2
It is preferred to be in the range of μm to 15 μm. Further, the pattern formed as the light extraction mechanism provided in the light guide has two directions: a diagonal direction connecting the corner where the point light source is provided and another corner facing the other, and a direction orthogonal to the diagonal. It is preferable to change in the axial direction to make the illumination intensity distribution uniform. Further, it is preferable that at least one of the one surface of the light guide and the surface facing the light guide is subjected to an antireflection treatment.

【0014】また、本発明は液晶ディスプレイであり、
前述した特徴を備える本発明の面照明装置をバックライ
ト光源手段として液晶パネルの背面に配設して構成する
ことができる。更に、本発明の液晶ディスプレイは、前
述した特徴を備える本発明の面照明装置をフロントライ
ト光源手段として反射型液晶ディスプレイパネルの前面
に配設して構成することができる。
Further, the present invention relates to a liquid crystal display,
The surface illumination device of the present invention having the above-described features can be configured by being disposed on the back surface of a liquid crystal panel as backlight light source means. Furthermore, the liquid crystal display of the present invention can be configured by disposing the surface illumination device of the present invention having the above-described features as a front light source means on the front surface of a reflective liquid crystal display panel.

【0015】更にまた、本発明の液晶ディスプレイで
は、前述した特徴を備える面照明装置をフロントライト
光源手段として用いる場合に、光取り出し機構をほぼ平
行線状のパターンから構成し、その際この平行線状パタ
ーンの傾き角αを5°〜40°の範囲とすることが好ま
しい。
Furthermore, in the liquid crystal display of the present invention, when the surface illumination device having the above-mentioned features is used as the front light source means, the light extraction mechanism is constituted by a substantially parallel line pattern. It is preferable that the inclination angle α of the pattern is in the range of 5 ° to 40 °.

【0016】更に、本発明の面照明装置において好適に
用いられる白色発光ダイオード素子と導光体の間には
0.1μm以上、100μm以下なる空気層を設けるこ
とが好ましい。また、導光体の側端部に反射率85%以
上なる正反射性の反射フィルムを貼り付けることも好ま
しい。
Further, it is preferable to provide an air layer having a thickness of 0.1 μm or more and 100 μm or less between the white light emitting diode element and the light guide, which are suitably used in the surface illumination device of the present invention. It is also preferable to attach a regular reflection film having a reflectance of 85% or more to the side end of the light guide.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の面照明装置及びこ
れを用いた液晶ディスプレイ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
態に係る面照明装置10の主要部が示されている。この
実施形態に係る面照明装置10は、一表面を光出射面と
するほぼ透明な導光体11を含む。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a surface illumination device according to the present invention and a liquid crystal display using the same. FIG. 1 shows a main part of a surface illumination device 10 according to one embodiment of the present invention. The surface lighting device 10 according to this embodiment includes a substantially transparent light guide 11 having one surface as a light exit surface.

【0018】図1は導光体11を上方から見た平面図で
あり、この導光体11の側端部には光源12が配設され
ている。光源12が配設される側端部は、導光体11の
コーナー部分13であり、このコーナー部分には、導光
体11の中心方向に面するコーナーカット面13aが形
成されている。
FIG. 1 is a plan view of the light guide 11 viewed from above, and a light source 12 is disposed at a side end of the light guide 11. The side end where the light source 12 is disposed is a corner portion 13 of the light guide 11, and a corner cut surface 13 a facing the center direction of the light guide 11 is formed in this corner portion.

【0019】このように導光体11のコーナー部分13
をカットして形成されたコーナーカット面13aに光源
12を配設することにより光源12からの光線は導光体
11のほぼ中心方向に向かって入射し、伝搬してゆくこ
とになる。この時、導光体11の側端部であるコーナー
部分13に配設される光源12は、点光源である。この
点光源12は、白色で小型化の可能なものであれば特に
限定はされないが、代表的には発光ダイオード素子、ハ
ロゲン電球、EL素子(無機、有機)等が挙げられる。
As described above, the corner portion 13 of the light guide 11 is
By arranging the light source 12 on the corner cut surface 13a formed by cutting the light, the light from the light source 12 is incident substantially toward the center of the light guide 11 and propagates. At this time, the light source 12 disposed at the corner 13 which is the side end of the light guide 11 is a point light source. The point light source 12 is not particularly limited as long as it is white and can be miniaturized, but representative examples include a light emitting diode element, a halogen bulb, and an EL element (inorganic, organic).

【0020】導光体11の側端部から導光体11内に入
射した照明光線は導光体11に設けられた粗面や凹凸及
び傾斜面等からなる光取り出し機構14によって導光体
11の外に一表面から出射し、被照明体を照明する。点
光源12は、特に発光効率や駆動電圧の低さ、小型化の
容易性という点から、白色発光ダイオード素子の利用が
極めて好適であり、代表的には窒化ガリウム系、若しく
は亜鉛化セレン系の青色発光ダイオードを光源とし、波
長変換を行う蛍光物質を用いて放射光線の一部を補色に
変換し白色発光を得る方式の白色発光ダイオード素子が
用いられる。
The illuminating light beam entering the light guide 11 from the side end of the light guide 11 is irradiated by a light extraction mechanism 14 having a rough surface, irregularities, and an inclined surface provided on the light guide 11. Out of one surface to illuminate the illuminated body. For the point light source 12, it is particularly preferable to use a white light emitting diode element in terms of luminous efficiency, low driving voltage, and easy downsizing, and typically, a gallium nitride-based or selenium zinc-based element is used. A white light-emitting diode element is used in which a blue light-emitting diode is used as a light source and a part of the emitted light is converted into a complementary color using a fluorescent substance that performs wavelength conversion to obtain white light.

【0021】ところで、照明強度の面内での不均一性を
小さくするためには、一般的には図10に示されるよう
に導光体側端部の広い領域に亘ってできる限り均一に光
を入射させることが有効であり、冷陰極管等の線状光源
6を用いる態様では側端部11aの一面全てを光入射面
とすることができる。そのため、光取り出し機構の配置
を調整する等によって照明ムラを低減することが可能で
あった。
By the way, in order to reduce the non-uniformity of the illumination intensity in the plane, the light is generally made as uniform as possible over a wide area at the light guide side end as shown in FIG. It is effective to make the light incident, and in a mode in which the linear light source 6 such as a cold cathode tube is used, the entire surface of the side end 11a can be a light incident surface. Therefore, it was possible to reduce illumination unevenness by adjusting the arrangement of the light extraction mechanism.

【0022】しかしながら、発光ダイオード素子等の点
光源を光源とする態様では、線状光源と比較して照明ム
ラを低減化することが極めて困難であるため、図10に
示すような光学ロッド(第2の導光体)1を設けたり、
或いは図10に示すように発光ダイオード素子をアレー
状に配列する等して擬似的に線状光源とし、導光体11
の側端面11aに均一に光を入射させることによって照
明ムラを低減化していた。
However, in a mode in which a point light source such as a light-emitting diode element is used as a light source, it is extremely difficult to reduce illumination unevenness as compared with a linear light source. 2 light guides) 1 or
Alternatively, as shown in FIG. 10, light emitting diode elements are arranged in an array to form a pseudo linear light source.
Illumination non-uniformity was reduced by making the light uniformly incident on the side end surface 11a.

【0023】これに対し、本発明の実施形態に係る照明
装置10では、前述したように点光源12が導光体11
のコーナー部分13に配設され、該コーナー部分13に
はコーナーカット面13aが設けられ、導光体11への
入射光線が導光体11のほぼ中心方向に向かって入射
し、伝搬してゆくこととなる。
On the other hand, in the lighting device 10 according to the embodiment of the present invention, the point light source 12 is
Is provided at a corner portion 13, and a corner cut surface 13 a is provided at the corner portion 13, and a light ray incident on the light guide 11 is incident substantially toward the center of the light guide 11 and propagates. It will be.

【0024】このようにすることで、例えば図2(a)
に示されるように側端面の中心部分に点光源12を配設
した際には、参照符号15で示すようにほぼ180度に
亘るエリアを均一に照明しなければならなかったのに対
して、図2(b)に示すように僅か90度の範囲にのみ
入射光を行き渡らせれば良いことになるのであり、入射
光が導光体11内に均等に行き渡りやすくなるため、格
段に照明ムラの調整が容易になるのである。
By doing so, for example, FIG.
When the point light source 12 is disposed at the center of the side end face as shown in FIG. 1, while the area covering almost 180 degrees has to be uniformly illuminated as shown by reference numeral 15, As shown in FIG. 2 (b), it is only necessary to spread the incident light in a range of only 90 degrees. Since the incident light is easily spread evenly in the light guide 11, the unevenness of the illumination is remarkably reduced. Adjustment is easy.

【0025】更に、本実施形態に係る面照明装置10で
は、図3(a)〜図3(d)に示されるように、好適に
はコーナーカット面13aに凹凸部16が加工される
か、或いは粗面17が加工される。このような凹凸部1
6や粗面17の加工を施すと、該コーナーカット面13
aで点光源12からの入射光線が適度に散乱されるた
め、導光体11内には更に均一に光が行き渡ることにな
り、照明ムラを低減化させることが可能となるのであ
る。
Further, in the surface lighting device 10 according to the present embodiment, as shown in FIGS. 3A to 3D, the corrugated portion 16 is preferably formed on the corner cut surface 13a. Alternatively, the rough surface 17 is processed. Such uneven portion 1
6 and rough surface 17, the corner cut surface 13
Since the incident light from the point light source 12 is appropriately scattered at a, the light is more evenly distributed in the light guide 11, and illumination unevenness can be reduced.

【0026】ここで、コーナーカット面13aに形成さ
れる凹凸部16としては、代表的には図3(a)に示さ
れるように頭頂角が30度〜150度なる三角プリズム
状部分16aの加工、図3(b)に示されるようにピッ
チ3mm以下なる波板状部分16bの加工、図3(c)
に示されるように櫛歯状部分16cの加工が代表的には
挙げられる。また、図3(d)に示されるように粗面1
7の加工としては粗面部分の粗さがJIS B0601
に定めるRz値として0.2、μm以上とされている。
Here, as the concavo-convex portion 16 formed on the corner cut surface 13a, typically, as shown in FIG. 3A, a triangular prism-shaped portion 16a having a vertex angle of 30 to 150 degrees is processed. 3B, processing of corrugated plate-like portion 16b having a pitch of 3 mm or less, as shown in FIG.
As shown in (1), processing of the comb-tooth-like portion 16c is typically given. In addition, as shown in FIG.
As for the processing of No. 7, the roughness of the rough surface portion is JIS B0601
The Rz value is 0.2, μm or more.

【0027】また、点光源12が配設されるコーナー部
分13は、図1に示されるように一箇所に限定されるも
のではなく、必要とされる照明強度に応じて図4(a)
に示されるように2ヶ所に配置して2灯式、又は図4
(b)に示されるように4ヶ所に配置して4灯式等の態
様を用いることができる。図1や図4に示される本発明
の実施形態では、導光体11が平面で見て長方形状を呈
し、従ってコーナー部分13は4ヶ所存在している。
Further, the corner portion 13 where the point light source 12 is provided is not limited to one as shown in FIG. 1, but may be formed as shown in FIG.
As shown in FIG. 4, two lamps are arranged at two places, or FIG.
As shown in (b), it is possible to use a mode such as a four-lamp type by arranging at four places. In the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 4, the light guide 11 has a rectangular shape when viewed in a plane, and therefore, there are four corner portions 13.

【0028】しかし、この発明の面照明装置では、導光
体11の平面形状が長方形状であることに限定されるも
のではなく、コーナー部分が存在しない円形(楕円も含
む)を除いた多角形のもの全てに適用することができる
ことは言うまでもない。ただし、コーナー部分の数があ
まり多い多角形の場合には、図2(a)で説明したと同
じ様な状態に近づくため、好ましくは長方形又は正方形
を含む四角形がよい。
However, in the surface illumination device of the present invention, the planar shape of the light guide 11 is not limited to a rectangular shape, but a polygon excluding a circle (including an ellipse) having no corner portion. It goes without saying that it can be applied to all things. However, in the case of a polygon having a large number of corner portions, a state similar to that described with reference to FIG. 2A is approached. Therefore, a rectangle including a rectangle or a square is preferably used.

【0029】また、本発明の面照明装置において、好適
に用いられる白色発光ダイオード素子と導光体の間(導
光体に凹凸がある場合は近い距離)には、0.1μm〜
100μm、好ましくは0.1〜50μm、更に好まし
くは0.1〜30μmなる空気層が設けられる。すなわ
ち、この空気層の存在によって白色発光ダイオード素子
から出射した光線は導光体内を伝搬し易くなるのであ
り、輝線として光源近傍で損失となる光線成分を減ら
し、面照明装置の効率を向上させることができる。
In the surface illumination device of the present invention, the distance between the white light-emitting diode element and the light guide (preferably a short distance when the light guide has irregularities) is 0.1 μm or more.
An air layer having a thickness of 100 μm, preferably 0.1 to 50 μm, and more preferably 0.1 to 30 μm is provided. That is, the light emitted from the white light emitting diode element is easily propagated in the light guide due to the presence of the air layer. Therefore, the light component which is lost near the light source as a bright line is reduced, and the efficiency of the surface illumination device is improved. Can be.

【0030】更に、本発明の実施形態に係る面照明装置
10において、導光体11に設けられる光取り出し機構
14は、特に限定されるものではなく、通常用いられる
チタニアやシリカ等の分散したインキのパターニング、
粗面からなるパターニング、凹凸形状のパターニング等
が好適に用いられる。
Further, in the surface illumination device 10 according to the embodiment of the present invention, the light extraction mechanism 14 provided on the light guide 11 is not particularly limited, and a commonly used dispersed ink such as titania or silica is used. Patterning,
Patterning with a rough surface, patterning of a concavo-convex shape, and the like are preferably used.

【0031】また、本発明の面照明装置は、被照明体を
照明すべく被照明体の前面に配して用いられる照明装
置、所謂フロントライトとしても好適に用いられるが、
この用途向けに好適な光取り出し機構14として、代表
的には、図5(a)に示される如く、傾斜角θが1〜2
0度なる傾斜面18をアレー状に導光体11の被照明体
が配される側と逆側の面11bに設ける態様、図5
(b)に示される如く、凹凸19a、19bからなるパ
ターンを導光体11の一表面11c(被照明体が配設さ
れる側の面即ち光出射面)に設ける態様、図5(c)に
示される如く、被照明体が配設される側の一表面11c
にJIS B0601に定めるRz値0.2μm〜15
μmなる範囲の粗面20を設ける態様等が挙げられる。
The surface illuminating device of the present invention is also suitably used as a so-called front light, which is used by illuminating the illuminated object in front of the illuminated object.
As a light extraction mechanism 14 suitable for this application, typically, as shown in FIG.
FIG. 5 shows a mode in which a 0-degree inclined surface 18 is provided in the form of an array on the surface 11b of the light guide 11 opposite to the side on which the illuminated body is arranged, FIG.
As shown in FIG. 5B, an embodiment in which a pattern composed of irregularities 19a and 19b is provided on one surface 11c of the light guide 11 (the surface on the side where the illuminated body is provided, that is, the light emission surface), FIG. , One surface 11c on the side on which the illuminated body is disposed
Rz value specified in JIS B0601 0.2 μm to 15
A mode in which the rough surface 20 in the range of μm is provided, and the like.

【0032】ここで、アレー状に設けられた傾斜面18
(以下、傾斜面アレーと言う)を用いる態様等、上面か
ら見た際にほぼ平行線状のパターニングが多数配列して
見える形状を用いる際には、該平行線状のパターンは図
6(a)に示される如く、点光源からの光線の伝搬方向
とほぼ直交していることが好ましい。言い換えれば、傾
斜面アレー18は、その尾根線18aがコーナーカット
面13aとほぼ平行になるように形成される。
Here, the inclined surface 18 provided in an array shape
In the case of using a shape in which a large number of substantially parallel linear patterning are viewed from the top, such as a mode using an inclined surface array (hereinafter referred to as an inclined surface array), the parallel linear pattern is formed as shown in FIG. ), It is preferable that the direction is substantially perpendicular to the propagation direction of the light beam from the point light source. In other words, the inclined surface array 18 is formed such that the ridge line 18a is substantially parallel to the corner cut surface 13a.

【0033】このようにすることによって光の出射効率
が向上するばかりでなく、液晶素子に用いられる薄膜ト
ランジスターのゲートアレー部と干渉してモアレ縞を発
生することも防げるため、外観上極めて好適なのであ
る。すなわち、このような平行線状パターンは、本来、
その周期性から本質的に液晶パネルと干渉を引き起こし
やすいため、表示画面に対して平行線部分が傾いている
ことが干渉縞の抑制に効果的なのである。
This not only improves the light emission efficiency, but also prevents the occurrence of moire fringes due to interference with the gate array of the thin film transistor used in the liquid crystal element. is there. That is, such a parallel linear pattern is originally
Because of its periodicity, interference with the liquid crystal panel is inherently liable to occur. Therefore, the inclination of the parallel lines with respect to the display screen is effective in suppressing interference fringes.

【0034】より具体的には、図6(a)のA部分を拡
大した図6(b)に示すように、コーナー部分13を区
画形成する2つの側端面の一方の側端面11aとのなす
角度を平行線状パターンの傾き角αとすると、角度αは
5°〜45°、好ましくは10°〜40°、更に好まし
くは15°〜40°の範囲から選択される。このこと
は、一方の側端面11aに直角な仮想の軸線21と平行
線状パターンとのなす傾き角をα1とすれば、α≦α1
となる。
More specifically, as shown in FIG. 6B, which is an enlarged view of the portion A in FIG. 6A, the two side end surfaces defining the corner portion 13 are formed with one side end surface 11a. When the angle is the inclination angle α of the parallel linear pattern, the angle α is selected from the range of 5 ° to 45 °, preferably 10 ° to 40 °, and more preferably 15 ° to 40 °. This is because if the inclination angle between the imaginary axis 21 perpendicular to one side end surface 11a and the parallel linear pattern is α1, α ≦ α1
Becomes

【0035】また、図5(b)に示されるように凹部1
9a及び突起部19bや図5(c)に示される粗面20
からなるパターンは、一般的に照明ムラを調整するのが
容易である利点を有する。このようなパターンは、本発
明の面照明装置においてもこれらの特徴は有利に生かさ
れる。その代表例が図7(a)〜図7(f)に示されて
いる。
Further, as shown in FIG.
9a and the projection 19b and the rough surface 20 shown in FIG.
Is advantageous in that it is generally easy to adjust illumination unevenness. Such a pattern advantageously utilizes these features also in the surface illumination device of the present invention. Representative examples are shown in FIGS. 7A to 7F.

【0036】すなわち、凹部19a及び突起部19bや
粗面20等からなるパターンとしては、図7(a)〜図
7(d)に示されるように楕円形、三角形、四辺形など
のほぼ同一形状のドット22を、例えば千鳥状に配列
(パターニング)して形成されるパターン23、又は図
7(e)及び図7(f)に示されるように線状部(曲線
・直線を含む)24を組み合わせて形成されるメッシュ
パターン25の態様が挙げられる。なお、図5(a)や
図7において、Pは傾斜面アレー18間、ドット22間
又は線状部24間のピッチを示している。
That is, as shown in FIGS. 7A to 7D, the pattern composed of the concave portion 19a, the projecting portion 19b, the rough surface 20, and the like has almost the same shape such as an ellipse, a triangle, and a quadrilateral. For example, a pattern 23 formed by arranging (patterning) the dots 22 in a staggered pattern, or a linear portion (including a curve / straight line) 24 as shown in FIGS. 7 (e) and 7 (f). An example of the mesh pattern 25 formed in combination is given. In FIGS. 5A and 7, P indicates the pitch between the inclined surface arrays 18, the dots 22, or the linear portions 24.

【0037】このように凹凸19a、19bや粗面20
で形成されたドット22や線状部24をパターンとして
パターニング加工する際には、光源12から離れるに従
って該ドットパターンの面積を増大させるか、或いは配
置密度を増加させる等によって散乱強度を増加させ、照
明ムラを最小限に止めることが可能となるのである。
As described above, the irregularities 19a and 19b and the rough surface 20
When patterning the dots 22 and the linear portions 24 formed in the above as a pattern, the scattering intensity is increased by increasing the area of the dot pattern as the distance from the light source 12 or increasing the arrangement density, This makes it possible to minimize illumination unevenness.

【0038】特に導光体11の面積が大きくなるほど照
明ムラを均一化することは困難になるのであり、より精
密に照明ムラを均一化するためには、図8に示す如く、
点光源12が配設されたコーナー部分13と対向するコ
ーナー部分26とを結ぶ対角線方向(矢印27aの方向
即ち変化方向1)、及びこの対角線と直交する方向(矢
印27bの方向即ち変化方向2)の2軸方向に対してパ
ターンの面積や配置密度を変化させることが有効であ
る。図8では、ドット22の面積を2軸方向27a、2
7bに変化させた例を示している。
In particular, as the area of the light guide 11 becomes larger, it becomes more difficult to make the illumination unevenness uniform. In order to make the illumination unevenness more precise, as shown in FIG.
A diagonal direction (direction of arrow 27a, ie, change direction 1) connecting the corner portion 13 where the point light source 12 is provided and the corner portion 26 facing the same, and a direction orthogonal to this diagonal line (direction of arrow 27b, ie, change direction 2) It is effective to change the area and arrangement density of the pattern in the two axial directions. In FIG. 8, the area of the dot 22 is set in the biaxial directions 27a, 2a.
7B shows an example in which it is changed to 7b.

【0039】また、傾斜面アレー18や図7に示される
パターン23、25は肉眼では容易に視認できないよう
にする必要があり、具体的には、ピッチPが500μm
以下、より好ましくは200μm以下、さらに好ましく
は100μm以下とされる。
Further, it is necessary to make the inclined surface array 18 and the patterns 23 and 25 shown in FIG. 7 invisible to the naked eye. Specifically, the pitch P is 500 μm.
The thickness is set to 200 μm or less, more preferably 100 μm or less.

【0040】点光源12の周囲にはリフレクタが配設さ
れることが好ましく、出射した光線をできるだけ無駄な
くコーナーカット面13aに入射させる機構とされてい
る。このリフレクタに用いられる材質としては、光線反
射率の高いものであれば特に限定はされないが、例え
ば、厚み0.1〜0.25mm程度の白色プラスチック
フィルム等が好適に用いられる。
It is preferable that a reflector is provided around the point light source 12 so that the emitted light is incident on the corner cut surface 13a with as little waste as possible. The material used for the reflector is not particularly limited as long as it has high light reflectivity. For example, a white plastic film having a thickness of about 0.1 to 0.25 mm is preferably used.

【0041】また更には、導光体内を伝搬する光線を十
分に使い尽くすため、点光源が配設されているコーナー
カット面以外の導光体の側端部に反射率85%以上なる
正反射性の反射フィルムを貼り付け、より具体的には、
銀若しくはアルミニウムをコートした面を反射面とする
反射フィルムを貼り付けることが好適である。
Further, in order to sufficiently use up the light beam propagating in the light guide, specular reflection having a reflectance of 85% or more is provided at the side end of the light guide other than the corner cut surface where the point light source is disposed. Paste the reflective film of the nature, more specifically,
It is preferable to attach a reflection film having a surface coated with silver or aluminum as a reflection surface.

【0042】本発明の面照明装置における好ましい態様
では、導光体11は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、または環状ポリオレフィン系樹脂が好適
に用いられる。また、導光体11は被照明体の前面部に
配されるため、外光の反射による画像品質の悪化を防止
する上で、導光体11の少なくとも一方の表面には反射
防止処理が施されていることが好ましい。具体的には、
フッ化マグネシウム、フッソ系樹脂等の低屈折率物質の
薄膜コーティングによる反射防止膜処理、表面部のビー
ズコーティング、マット処理等によるアンチグレア処理
が代表的である。
In a preferred embodiment of the surface lighting device of the present invention, the light guide 11 is formed of a resin material. In particular, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polyester resin, or a cyclic polyolefin resin is preferably used. In addition, since the light guide 11 is disposed on the front surface of the illuminated body, at least one surface of the light guide 11 is subjected to an anti-reflection treatment in order to prevent deterioration of image quality due to reflection of external light. It is preferred that In particular,
Typical examples include an antireflection film treatment by a thin film coating of a low refractive index substance such as magnesium fluoride and a fluorine resin, an antiglare treatment by bead coating on a surface portion, and a mat treatment.

【0043】本発明の面照明装置における好ましい使用
形態として、反射型液晶ディスプレイの前面に配して液
晶パネルを照明するフロントライト装置としての使用が
挙げられる。ここで、反射型液晶ディスプレイとは液晶
セル面内、もしくは背面に高反射率の反射板を配し、外
光を反射して表示に用いる液晶ディスプレイのことであ
り、詳しくは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、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、単純マトリクス駆動ゲストホス
トモード等の液晶表示素子が挙げられ、これら液晶ディ
スプレイの前面に本発明の面照明装置を配置することに
よって、暗所においても視認性の良好な反射型液晶ディ
スプレイ装置を提供することが可能となる。
A preferred use of the surface illumination device of the present invention is as a front light device for illuminating a liquid crystal panel by arranging it in front of a reflection type liquid crystal display. Here, the reflection type liquid crystal display is a liquid crystal display in which a reflection plate having a high reflectance is arranged in the liquid crystal cell surface or on the back surface to reflect external light and used for display. Liquid crystal display elements such as a nematic mode, an active matrix driven twisted nematic mode, and a simple matrix driven guest-host mode are listed. By arranging the surface illumination device of the present invention on the front of these liquid crystal displays, visibility is improved even in a dark place. It is possible to provide a good reflective liquid crystal display device.

【0044】[0044]

【実施例】以下、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。 (実施例1)導光体11として42.0×32.0m
m、厚み1mmのアクリル樹脂を使用し、1コーナー部
分13に白色LEDからなる光源12を配設し、カット
面13aである光入射面から離れるにしたがってピッチ
Pが徐々に狭くなるように設計した、粗面からなるメッ
シュ状パターンを定法のフォトエッチングによってSU
S金型材上に形成し、これをスタンパとして射出成型に
よって成型を行い、導光体11の表面11b上に粗面2
0からなるメッシュパターン25を転写した(この実施
例1は後述するようには面照明装置をバックライトとし
て使用するため)。メッシュパターン25は図7(e)
に示す如くであり、線幅は20μm、ピッチは最小70
μm、最大180μmとされている。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. (Example 1) 42.0 × 32.0 m as the light guide 11
An acrylic resin having a thickness of 1 mm and a thickness of 1 mm was used, and a light source 12 composed of a white LED was provided at one corner 13, and the pitch P was designed to gradually decrease as the distance from the light incident surface, which was the cut surface 13 a, increased. , The mesh-like pattern consisting of the rough surface is SU
The light guide 11 is formed on an S mold material by injection molding using the stamper as a stamper.
The mesh pattern 25 made of 0 was transferred (this embodiment 1 uses a surface illumination device as a backlight as described later). The mesh pattern 25 is shown in FIG.
, The line width is 20 μm, and the pitch is at least 70 μm.
μm, and a maximum of 180 μm.

【0045】光源を配設するコーナー部分13には図1
の如く、導光体11の中心方向を向くコーナーカット面
13aを設け、上面11bを粗面からなるドットパター
ン転写側として、コーナーカット面13aにサイズ2.
4mmのGaN系白色LEDを点光源12として配設し
た。光入射面となる該コーナーカット面13aにはピッ
チ200μm、頂角90°のV溝加工を施し、白色LE
D光源12からの入射光が該V溝加工部で散乱され導光
体11内により均一に入射光が行き渡るようにしてい
る。
FIG. 1 shows a corner 13 where a light source is provided.
, A corner cut surface 13a facing the center direction of the light guide 11 is provided, and the upper surface 11b is used as a rough dot pattern transfer side, and the corner cut surface 13a has a size of 2.
A 4 mm GaN-based white LED was provided as the point light source 12. The corner cut surface 13a serving as a light incident surface is subjected to V-groove processing at a pitch of 200 μm and a vertex angle of 90 ° to form a white LE.
The incident light from the D light source 12 is scattered by the V-groove processing portion so that the incident light can be distributed more uniformly in the light guide 11.

【0046】得られた面照明装置をバックライトとし
て、該バックライトの上部に誘過型ツイステッドネマチ
ックモード液晶セルを配置し、液晶パネルを構成した。
バックライトの点灯には駆動電圧4.5Vなる直流電源
を用いて点灯した。
The obtained surface illumination device was used as a backlight, and a liquid crystal panel was constructed by arranging an induction type twisted nematic mode liquid crystal cell above the backlight.
The backlight was turned on using a DC power supply with a driving voltage of 4.5 V.

【0047】白表示時の表示面内における輝度分布は極
めて均整度が高く、通常点光源を用いた際に発生する点
光源近傍での暗部も発生が無く、画像品質が非常に優れ
ていた。また、光学ロッドも用いていないため、組立性
も良く、量産時の歩留まり率も向上した。
The luminance distribution on the display surface during white display has a very high degree of uniformity, and there is no dark area near the point light source which normally occurs when a point light source is used, and the image quality is very excellent. In addition, since no optical rod is used, the assemblability is good and the yield rate in mass production is improved.

【0048】(実施例2)導光体11として47.0×
40.0mm、厚み1.2mmのアクリル樹脂を使用
し、1コーナー部分13に白色LEDからなる光源12
を配設して、コーナーカット面13aを設け、該コーナ
ーカット面13aとほぼ平行に傾斜面アレー18の尾根
線が形成されるように、傾斜角度θが5°なる傾斜面ア
レーを設けて光取り出し機構14とした。該傾斜面アレ
ー18のピッチPは120μmとされている。また、導
光体11の傾斜面アレー18が設けられていない表面1
1cにはアンカーコート処理を施した後にフッ素系反射
防止コート材(旭硝子(株)製、サイトップ)をコーテ
ィングし、反射防止処理を施した。
(Embodiment 2) 47.0 × light guide 11
A light source 12 composed of a white LED is used at one corner 13 using an acrylic resin having a thickness of 40.0 mm and a thickness of 1.2 mm.
Is provided, a corner cut surface 13a is provided, and an inclined surface array having an inclination angle θ of 5 ° is provided so that a ridge line of the inclined surface array 18 is formed substantially parallel to the corner cut surface 13a. The take-out mechanism 14 was used. The pitch P of the inclined surface array 18 is set to 120 μm. Further, the surface 1 of the light guide 11 on which the inclined surface array 18 is not provided.
1c was coated with a fluorine-based antireflection coating material (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Cytop) after being subjected to anchor coating treatment, and subjected to antireflection treatment.

【0049】点光源12を配するコーナー部分13に
は、前述の通り、導光体11の中心方向を向くコーナー
カット面13aを設け、上面11bを傾斜面アレー18
が設けられた側として、コーナーカット面13aにサイ
ズ2.4mmのGaN系白色LEDの点光源12を配設
した。光入射面となる該コーナーカット面13aにはJ
IS B0601に定めるRz値が7.4μmなる粗面
が設けられ、白色LED光源12からの入射光が該粗面
加工部で散乱され導光体11内により均一に入射光が行
き渡るようにしている。
As described above, the corner portion 13 where the point light source 12 is arranged is provided with a corner cut surface 13a facing the center of the light guide 11, and the upper surface 11b is formed as an inclined surface array 18 as shown in FIG.
The point light source 12 of 2.4 mm size GaN-based white LED was disposed on the corner cut surface 13a as the side provided with. The corner cut surface 13a serving as a light incident surface has J
A rough surface having an Rz value of 7.4 μm defined in IS B0601 is provided, and the incident light from the white LED light source 12 is scattered by the rough surface processing portion so that the incident light can be distributed more uniformly in the light guide 11. .

【0050】得られた面照明装置をフロントライトとし
て、該フロントライトの下部に反射型ツイステッドネマ
チックモード液晶セルを配し、液晶パネルを構成した。
フロントライトの点灯には駆動電圧4.5Vなる直流電
源を用いて点灯している。
Using the obtained surface illumination device as a front light, a reflection type twisted nematic mode liquid crystal cell was arranged below the front light to form a liquid crystal panel.
The front light is turned on using a DC power supply with a drive voltage of 4.5 V.

【0051】白表示時の表示面内における輝度分布は極
めて均整度が高く、画像品質が非常に優れていた。ま
た、本実施例において傾斜面アレー18の尾根線は液晶
パネルに対して斜めに入るため、液晶パネルのゲートア
レーと干渉を引き起こしてモアレ模様を発生することも
無いため、高い画像品位が保たれた。加えて、光学ロッ
ドやLEDアレーも用いていないため、組立性も良く、
低コストで量産時の歩留まり率も高いものであった。
The luminance distribution on the display surface during white display was extremely high in uniformity, and the image quality was very excellent. Further, in the present embodiment, the ridge line of the inclined surface array 18 is oblique to the liquid crystal panel, so that the moire pattern does not occur due to interference with the gate array of the liquid crystal panel, so that high image quality is maintained. Was. In addition, since no optical rod or LED array is used, the assemblability is good,
It was low in cost and high in yield during mass production.

【0052】(実施例3)実施例1に記載の面照明装置
において、光取り出し機構14として突起量50μmな
る円筒突起状パターンを用い、該円筒突起状パターンの
直径が光源12から離れるにしたがって増大するように
導光体11の表面11cにパターニングし、照明強度分
布を調整した。
(Embodiment 3) In the surface illumination device described in Embodiment 1, a cylindrical projection pattern having a projection amount of 50 μm is used as the light extraction mechanism 14, and the diameter of the cylindrical projection pattern increases as the distance from the light source 12 increases. The surface 11c of the light guide 11 was patterned to adjust the illumination intensity distribution.

【0053】さらに詳細に述べれば、精密に照明ムラを
均一化するため、点光源12が配設されたコーナー部分
13と対向するコーナー部分26とを結ぶ対角線方向2
7a、及びこの対角線27aと直交する方向27bの2
軸方向に対してパターン直径を変化させ照明強度分布を
調整している。
More specifically, the diagonal direction 2 connecting the corner portion 13 where the point light source 12 is disposed and the corner portion 26 which faces the corner portion 13 in order to precisely uniform the illumination unevenness.
7a and 2 in a direction 27b orthogonal to the diagonal line 27a.
The illumination intensity distribution is adjusted by changing the pattern diameter in the axial direction.

【0054】この面照明装置を実施例2と同様にフロン
トライトとして使用して反射型液晶ディスプレイを構成
した。実施例2と同様に高い画像品位が保たれ、パター
ニングの2軸方向27a、27bの調整によって面内で
精密に照明ムラが調整されたため、全く照明ムラの観察
されない極めて品質の高いフロントライト装置付き反射
型液晶ディスプレイを得ることができた。
A reflection type liquid crystal display was constructed by using this surface illumination device as a front light in the same manner as in the second embodiment. As with Example 2, high image quality is maintained, and illumination unevenness is precisely adjusted in the plane by adjusting the patterning two-axis directions 27a and 27b. Therefore, an extremely high quality front light device with no illumination unevenness is provided. A reflective liquid crystal display was obtained.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の面照明装
置によれば、光源として本質的には有利な特徴を備えな
がら、点光源であるために面照明装置には適用すること
が難しかった白色LED等の点光源を活用し、より高い
照明効率を備えながら、構造簡素で組み立て性に優れ、
且つ低コストな携帯型液晶ディスプレイ装置等に用いら
れる面照明装置として極めて好適な特性を兼ね備えた照
明光学系を提供することができる。
As described above, according to the surface illuminating device of the present invention, it is difficult to apply the surface illuminating device to the surface illuminating device because it is a point light source while having essentially advantageous characteristics as a light source. Utilizing a point light source such as a white LED, which has higher illumination efficiency, has a simple structure and is easy to assemble,
Further, it is possible to provide an illumination optical system having characteristics extremely suitable as a surface illumination device used for a low-cost portable liquid crystal display device or the like.

【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照明装置の主要部
を概略的に示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a main part of a surface illumination device according to an embodiment of the present invention.

【図2】導光体の側端部の中心付近とコーナー部分との
それぞれに点光源を配設した場合の光拡散方向を模式的
に示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view schematically showing a light diffusion direction when point light sources are arranged near a center of a side end of a light guide and at a corner.

【図3】導光体のコーナー部分に形成されたコーナーカ
ット面に凹凸加工及び粗面加工をした状態を拡大して示
す部分的な平面図である。
FIG. 3 is a partial plan view showing, in an enlarged manner, a state in which a corner cut surface formed in a corner portion of the light guide is subjected to unevenness processing and rough surface processing.

【図4】本発明の他の実施形態であって、2灯式及び4
灯式のそれぞれの面照明装置の主要部を概略的に示す平
面図である。
FIG. 4 is another embodiment of the present invention, two-light and four-light.
It is a top view which shows the principal part of each surface illumination device of a lamp type | formula roughly.

【図5】導光体の表面に形成される光取り出し機構を部
分的に拡大して示す断面図である。
FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view showing a light extraction mechanism formed on the surface of the light guide.

【図6】図6(a)は導光体の表面に形成される光取り
出し機構として傾斜面アレー等、平行線状のパターンを
用いる場合のパターン配置状態を概略的に示し、また図
6(b)は図6(a)のA部分を拡大して平行線状パタ
ーンの形成条件を説明する部分的な構成説明図である。
FIG. 6A schematically shows a pattern arrangement in a case where a parallel linear pattern such as an inclined array is used as a light extraction mechanism formed on the surface of a light guide; FIG. 6B is a partial configuration explanatory view for explaining the forming conditions of the parallel linear pattern by enlarging the portion A in FIG. 6A.

【図7】導光体の表面に形成される光取り出し機構とし
て凹凸部及び粗面で形成される各種のパターンを示す部
分的な平面図である。
FIG. 7 is a partial plan view showing various patterns formed by uneven portions and a rough surface as a light extraction mechanism formed on the surface of the light guide.

【図8】導光体の表面に形成される光取り出し機構とし
て凹凸部や粗面からなるパターンが2軸方向に変化して
照明ムラを均一化している状態を模式的に示す構成説明
図である。
FIG. 8 is a configuration explanatory view schematically showing a state in which a pattern composed of uneven portions and a rough surface is changed in two axial directions to make illumination unevenness uniform as a light extraction mechanism formed on the surface of the light guide. is there.

【図9】従来型の線状光源を導光体の側端部に配設した
状態を示す面照明装置の概略的な平面図である。
FIG. 9 is a schematic plan view of a surface illumination device showing a state in which a conventional linear light source is disposed at a side end of a light guide.

【図10】点光源を線状光源に変換する機構として従来
より用いられている光学ロッドを導光体の側端部に配設
して構成された従来の面照明装置を概略的に示す平面図
である。
FIG. 10 is a plan view schematically showing a conventional surface illumination device in which an optical rod conventionally used as a mechanism for converting a point light source into a linear light source is disposed at a side end of a light guide. FIG.

【図11】発光ダイオード素子などの点光源をアレー状
に配列して擬似的に線状光源としてこれを導光体の側端
部に配設した従来の面照明装置を概略的に示す平面図で
ある。
FIG. 11 is a plan view schematically showing a conventional surface lighting device in which point light sources such as light-emitting diode elements are arranged in an array and are quasi-linear light sources which are arranged at side ends of a light guide. It is.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 面照明装置 11 導光体 12 点光源 13 コーナー部分 13a コーナーカット面 14 光取り出し機構 15 光拡散方向 16 凹凸部 16a 三角プリズム状部分 16b 波板状部 16c 櫛歯状部分 17 粗面 18 傾斜面 18a 傾斜面の尾根線 19a 凹部 19b 突起部 20 粗面 21 仮想の軸線 22 ドット 23 ドットからなるパターン 24 線状部 25 線状部を組み合わせてなるメッシュパターン 26 コーナー部分 27a 導光体の対角線方向 27b 対角線方向27aに直交する方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Surface illumination device 11 Light guide 12 Point light source 13 Corner part 13a Corner cut surface 14 Light extraction mechanism 15 Light diffusion direction 16 Uneven part 16a Triangular prism part 16b Corrugated part 16c Comb part 17 Rough surface 18 Slope 18a Ridge line of inclined surface 19a Depression 19b Projection 20 Rough surface 21 Virtual axis 22 Dot 23 Dot pattern 24 Linear portion 25 Mesh pattern formed by combining linear portions 26 Corner 27a Diagonal direction of light guide 27b Direction perpendicular to diagonal direction 27a

───────────────────────────────────────────────────── 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 101:02 G02F 1/1335 530 Fターム(参考) 2H038 AA52 AA55 BA06 2H091 FA14X FA14Z FA21X FA21Z FA23X FA23Z FA31X FA31Z FA45X FA45Z FD06 LA11 LA16 5G435 AA00 AA17 BB12 EE27 GG23 LL07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) // F21Y 101: 02 G02F 1/1335 530 F term (reference) 2H038 AA52 AA55 BA06 2H091 FA14X FA14Z FA21X FA21Z FA23X FA23Z FA31X FA31Z FA45X FA45Z FD06 LA11 LA16 5G435 AA00 AA17 BB12 EE27 GG23 LL07

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一表面を光出射面とするほぼ透明な導光
体の側端部に点光源を配設し、前記導光体には光取り出
し機構が設けられてなる面照明装置において、 前記点光源が前記導光体の少なくとも一つのコーナー部
分に配設され、且つ前記コーナー部分には前記光出射面
のほぼ中心方向に光入射面を向けるようにコーナーカッ
ト面が形成されていることを特徴とする面照明装置。
1. A surface illumination device comprising: a point light source disposed at a side end of a substantially transparent light guide having one surface as a light exit surface, wherein the light guide is provided with a light extraction mechanism; The point light source is disposed at at least one corner portion of the light guide, and a corner cut surface is formed at the corner portion so that a light incident surface is directed substantially toward the center of the light exit surface. A surface lighting device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記コーナーカット面には凹凸加工が施
されていることを特徴とする請求項1に記載の面照明装
置。
2. The surface illuminating device according to claim 1, wherein the corner cut surface is subjected to an uneven processing.
【請求項3】 前記コーナーカット面には粗面加工が施
されていることを特徴とする請求項1に記載の面照明装
置。
3. The surface lighting device according to claim 1, wherein the corner cut surface is roughened.
【請求項4】 前記導光体は被照明体を照明すべく被照
明体の前面に配設され、前記点光源には窒化ガリウム系
又は亜鉛化セレン系の白色発光ダイオード素子が用いら
れていることを特徴とする請求項2又は3に記載の面照
明装置。
4. The light guide is disposed in front of the illuminated body to illuminate the illuminated body, and a gallium nitride based or selenium zinc based white light emitting diode element is used as the point light source. The surface lighting device according to claim 2 or 3, wherein:
【請求項5】 前記導光体に設けられる前記光取り出し
機構として、前記導光体の表面には粗面、突起又は凹部
からなるパターンがパターニングされ、且つ前記パター
ンは前記コーナーカット面から離れるに従って占有面積
が増大するように形成されていることを特徴とする請求
項2〜4のいずれかに記載の面照明装置。
5. A light extraction mechanism provided on the light guide, wherein a pattern comprising a rough surface, a protrusion or a concave portion is patterned on a surface of the light guide, and the pattern is separated from the corner cut surface as the distance from the corner cut surface increases. The surface lighting device according to any one of claims 2 to 4, wherein the surface lighting device is formed so as to increase an occupied area.
【請求項6】 前記導光体に設けられる前記光取り出し
機構として、被照明体が配設される側の表面を前記光出
射面とする時、この表面とは相対する側の表面に傾斜角
θが1〜20度なる傾斜面アレーが設けられ、且つ前記
傾斜面アレーの尾根線は前記コーナーカット面とほぼ平
行とされていることを特徴とする請求項4に記載の面照
明装置。
6. When the surface on the side on which the illuminated body is provided is the light-emitting surface, the surface on the side opposite to the surface has an inclination angle. The surface illumination device according to claim 4, wherein an inclined surface array having θ of 1 to 20 degrees is provided, and a ridge line of the inclined surface array is substantially parallel to the corner cut surface.
【請求項7】 前記導光体に設けられる前記光取り出し
機構として被照明体が配設される側の表面に形成された
前記パターンを構成する前記粗面は、その粗さがJIS
B0601に定めるRz値として0.2μm〜15μ
mの範囲とされていることを特徴とする請求項4に記載
の面照明装置。
7. The rough surface constituting the pattern formed on the surface on the side on which the illuminated body is provided as the light extraction mechanism provided on the light guide has a roughness of JIS.
0.2 μm to 15 μm as the Rz value defined in B0601
The surface lighting device according to claim 4, wherein the range is m.
【請求項8】 前記導光体に設けられる前記光取り出し
機構として形成された前記パターンは、前記点光源が配
設された前記コーナー部分と対向する他のコーナー部分
とを結ぶ対角線の方向とこの対角線と直交する方向との
2軸方向に対して変化し、照明強度分布を均一化してい
ることを特徴とする請求項5に記載の面照明装置。
8. The pattern formed as the light extraction mechanism provided on the light guide includes a diagonal line connecting the corner where the point light source is provided and another corner facing the corner. The surface illumination device according to claim 5, wherein the illumination intensity distribution is changed in two axial directions, that is, a direction orthogonal to a diagonal line, to uniformize the illumination intensity distribution.
【請求項9】 前記導光体の前記一表面及びこの表面に
対向する表面における少なくとも一方の表面には反射防
止処理が施されていることを特徴とする請求項4〜8の
いずれかに記載の面照明装置。
9. The light guide according to claim 4, wherein at least one of the one surface and the surface opposite to the one surface of the light guide is subjected to an anti-reflection treatment. Surface lighting device.
【請求項10】 請求項1〜3、5、8のいずれかに記
載の面照明装置をバックライト光源手段として液晶パネ
ルの背面に配してなる液晶ディスプレイ。
10. A liquid crystal display in which the surface illumination device according to claim 1 is disposed as a backlight light source means on a rear surface of a liquid crystal panel.
【請求項11】 請求項2〜9のいずれかに記載の面照
明装置をフロントライト光源手段として反射型液晶ディ
スプレイパネルの前面に配設してなる液晶ディスプレ
イ。
11. A liquid crystal display in which the surface illumination device according to claim 2 is disposed as a front light source means on a front surface of a reflective liquid crystal display panel.
【請求項12】 請求項5又は6に記載の面照明装置を
フロントライト光源手段として用いる液晶ディスプレイ
において、前記光取り出し機構はほぼ平行線状のパター
ンからなり、且つこの平行線状パターンの傾き角αは5
°〜40°の範囲とされていることを特徴とする液晶デ
ィスプレイ。
12. A liquid crystal display using the surface illuminating device according to claim 5 as a front light source means, wherein the light extraction mechanism comprises a substantially parallel pattern, and an inclination angle of the parallel pattern. α is 5
A liquid crystal display characterized in that the angle is in the range of ° to 40 °.
【請求項13】 前記白色発光ダイオード素子と前記導
光体の間には、0.1μm以上、100μm以下なる空
気層が設けられていることを特徴とする請求項1〜9の
いずれかに記載の面照明装置。
13. An air layer having a thickness of 0.1 μm or more and 100 μm or less is provided between the white light emitting diode element and the light guide. Surface lighting device.
【請求項14】 前記導光体の側端部には、反射率85
%以上なる正反射性の反射フィルムが貼り付けられてい
ることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の面
照明装置。
14. A light guide having a reflectance of 85 at a side end thereof.
The surface lighting device according to any one of claims 1 to 9, wherein a reflective film having a regular reflection ratio of at least 10% is attached.
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