JP2002124114A - Flat light source device, and liquid crystal display device using the same - Google Patents

Flat light source device, and liquid crystal display device using the same

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JP2002124114A
JP2002124114A JP2001014858A JP2001014858A JP2002124114A JP 2002124114 A JP2002124114 A JP 2002124114A JP 2001014858 A JP2001014858 A JP 2001014858A JP 2001014858 A JP2001014858 A JP 2001014858A JP 2002124114 A JP2002124114 A JP 2002124114A
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JP
Japan
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light
light source
light guide
source device
reflection
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Application number
JP2001014858A
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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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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat light source device efficiently utilizing light by using a light reflection sheet which is a new light control member, with simple structure, excellent assembling property, at low cost, and to provide a liquid crystal display device using the flat light source device as an optical system of backlight. SOLUTION: For the flat light source device, a light take-out system 20 is formed to a light guide body 11 having one surface as a light outgoing surface 15, and a light source 13 is arranged at the side end part 12 of the light guide body 11, and a light reflection sheet 17 is arranged at a surface 16 side facing the light outgoing surface 15 of the light guide body 11. A light take-out system 21 is formed as a mechanism of making at least 65% of the light going out from the light guide body 11 go out to the light reflection sheet 18 side, and the light reflection sheet 18 is formed by arranging many base units 19 with a pitch of 5000 μm or less, which have an slanted surface 19a, and shaped almost equally or similarly with each other, and corrugated indentation 34 are formed at least on one surface of the light guide body 11 with a pitch of 500 μm or less, and the direction of ridge line of the indentation is almost perpendicular to the side end part 12 of the light guide body 11 to which, the light source 13 is arranged.

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、更に詳細には照
明光学系に特に好適に用いられる新規な光反射シートを
用いた面光源装置及びこの面光源装置をバックライト光
学系として用いた液晶ディスプレイ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface light source device and a liquid crystal display device using the same, and more particularly, to a surface light source device using a novel light reflection sheet particularly suitably used for an illumination optical system, and a surface light source device using the same. The present invention relates to a liquid crystal display device using a light source device as a backlight optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、パーソナルコンピュータ向けモニ
ターや薄型TV等の表示装置として透過型の液晶表示
(ディスプレイ)装置が多用されており、このような液
晶表示装置では、通常、液晶素子の背面に面状の照明装
置即ちバックライト(面光源装置)が配設されている。
この面光源装置は、例えば冷陰極放電管等の線状光源を
面状の光に変換する機構とされている。
2. Description of the Related Art In recent years, transmissive liquid crystal displays (displays) have been frequently used as monitors for personal computers and display devices such as thin TVs. A planar illumination device, that is, a backlight (surface light source device) is provided.
This surface light source device is a mechanism for converting a linear light source such as a cold cathode discharge tube into planar light.

【0003】具体的には、液晶素子の背面直下に光源を
配設する方法や、側面に光源を設置し、アクリル板等の
透光性の導光体を用いて面状に光を変換して面光源を得
る方法(サイドライト方式)が代表的であり、光出射面
にはプリズムアレー等からなる光学素子を配設して所望
の光学特性を得る機構とされている。
[0003] Specifically, a method of arranging a light source immediately below the back surface of a liquid crystal element or a method of installing a light source on a side surface and converting the light into a planar shape using a translucent light guide such as an acrylic plate. A typical method is to obtain a surface light source (side light method), and a mechanism for obtaining desired optical characteristics by disposing an optical element such as a prism array on the light emitting surface.

【0004】従来のサイドライト方式の面光源装置は、
図33に示されるように透光性の平板からなる基板即ち
導光体1の一側端に当該側端面1aに沿うように線状光
源2を配設し、この線状光源2を覆うようにリフレクタ
3が取り付けられ、線状光源2による直接光とリフレク
タ3で反射された反射光とが導光体1に、光入射端面で
ある一側端面1aから内部に入射する機構とされてい
る。
A conventional side light type surface light source device is as follows.
As shown in FIG. 33, a linear light source 2 is disposed along a side end surface 1a on one side end of a substrate made of a light-transmitting flat plate, that is, a light guide 1, and the linear light source 2 is covered. A reflector 3 is attached to the light guide 1 so that the direct light from the linear light source 2 and the light reflected by the reflector 3 enter the light guide 1 from one side end surface 1a, which is a light incident end surface, into the inside. .

【0005】導光体1の一表面1bは光出射面とされ、
この光出射面1bの上にはほぼ三角プリズム状のアレー
4を形成した調光シート5が頂角を観察者側に向けて配
設され、他方、導光体1における光出射面1bとは反対
側の面1cには光散乱性インキにより多数のドット6
a、6b、6c……を所定のパターンで印刷形成してな
る光取り出し機構6が設けられている。
[0005] One surface 1b of the light guide 1 is a light emitting surface,
A dimming sheet 5 having an array 4 of a substantially triangular prism is disposed on the light emitting surface 1b with the apex angle directed toward the observer. A large number of dots 6 are formed on the opposite surface 1c by light scattering ink.
A light extraction mechanism 6 formed by printing a, 6b, 6c,... in a predetermined pattern is provided.

【0006】このような光取り出し機構6が形成されて
いる導光体1における光出射面1bとは反対側の面1c
側には、この面1cに近接して反射シート7が配設され
ている。また、従来のこの種の面光源装置の別な例とし
ては、図34に示されるようにほぼ三角プリズム状のア
レー4を形成した調光シート5が頂角を導光体1の光出
射面1b側に向けて光出射面1b上に配設されている。
The surface 1c of the light guide 1 on which the light extraction mechanism 6 is formed is opposite to the light exit surface 1b.
On the side, a reflection sheet 7 is disposed close to the surface 1c. Further, as another example of this type of conventional surface light source device, as shown in FIG. 34, a dimming sheet 5 formed with an array 4 having a substantially triangular prism shape has an apex angle of the light exit surface of the light guide 1. It is arranged on the light emitting surface 1b toward the 1b side.

【0007】そして、導光体1の光出射面1bとは反対
側の面1cに設けられる光取り出し機構8は、各表面が
粗面に形成されている多数の突起部8a、8b、8c…
…から構成されている。このようなサイドライト方式の
面光源装置は、軽量、薄型という液晶表示装置の一般的
特徴をより有効に引き出すことができることから、携帯
用パーソナルコンピュータ等の液晶表示装置のバックラ
イトとして多く使用されている。
The light extraction mechanism 8 provided on the surface 1c of the light guide 1 opposite to the light exit surface 1b has a large number of projections 8a, 8b, 8c,.
…. Such a sidelight type surface light source device can be used more effectively as a backlight of a liquid crystal display device such as a portable personal computer because it can more effectively bring out the general features of a liquid crystal display device such as light weight and thinness. I have.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の透過型液晶ディスプレイ装置は、構造が依然とし
て複雑であるという問題があった。その理由は、特に面
光源装置において所望の光学特性を得ることのできる構
造簡素で光の利用効率に優れた照明光学系が得られてい
なかったために当該面光源装置の構造を複雑化せざるを
得ず、その結果コストが高くなる等、この種の液晶ディ
スプレイ装置の普及の妨げになっている。
However, these conventional transmission type liquid crystal display devices have a problem that the structure is still complicated. The reason for this is that the structure of the surface light source device has to be complicated because an illumination optical system having a simple structure capable of obtaining desired optical characteristics in the surface light source device and having excellent light use efficiency has not been obtained. As a result, the cost is increased, which hinders the spread of this type of liquid crystal display device.

【0009】すなわち、図33及び図34に示される、
例えば透過型液晶ディスプレイ装置のバックライト光学
系として用いる面光源装置では、面光源装置からの照明
光を可能な限り有効に利用するためプリズムシート等の
光学シート類を多用していた。そのため、照明光学系の
構造が複雑となり、その結果組立て性が悪く、しかも歩
留まりも低いことから、高コスト化を招いていた。
That is, as shown in FIGS. 33 and 34,
For example, in a surface light source device used as a backlight optical system of a transmission type liquid crystal display device, optical sheets such as a prism sheet are frequently used in order to use illumination light from the surface light source device as effectively as possible. Therefore, the structure of the illumination optical system is complicated, and as a result, the assemblability is poor and the yield is low, resulting in an increase in cost.

【0010】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、新規な構造簡素で照明光
線の利用効率に優れた照明システムに基づき、新規な光
制御部材である光反射シートを用いることで光の有効利
用を図り、しかも構造が簡単で且つ組立て性に優れた安
価な面光源装置及びこの面光源装置をバックライト光学
系として用いる液晶ディスプレイ装置を提供することに
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and based on an illumination system which is simple in structure and excellent in utilization efficiency of an illumination light beam, is a novel light control member, a light control member. It is an object of the present invention to provide an inexpensive surface light source device having a simple structure and excellent assemblability, and a liquid crystal display device using the surface light source device as a backlight optical system, by effectively utilizing light by using a reflection sheet. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は面光源装置であ
り、前述した技術的課題を解決するために以下のように
構成されている。すなわち、本発明の面光源装置は、一
表面を光出射面とする導光体と、この導光体に設けられ
た光取り出し機構と、導光体の側端部に配設された光源
と、導光体の前記光出射面と対向する面側に配置された
光反射シートとを含み、光取り出し機構は導光体より出
射する光線の少なくとも65%以上を光反射シートの側
に出射する機構とされ、且つ光反射シートは傾斜した反
射面からなるほぼ同一及び/又はほぼ相似形の基本ユニ
ットがピッチ5000μm以下にて多数配列して形成さ
れ、更に導光体の少なくとも一方の表面には、波板状の
凹凸がピッチ500μm以下にて設けられ、且つ波板状
の凹凸の尾根線は光源の配設された導光体側端部にほぼ
垂直な方向とされていることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a surface light source device, and is configured as follows to solve the above-mentioned technical problem. That is, the surface light source device of the present invention includes a light guide having one surface as a light exit surface, a light extraction mechanism provided in the light guide, and a light source provided at a side end of the light guide. A light reflection sheet disposed on the surface of the light guide opposite to the light exit surface, and the light extraction mechanism emits at least 65% or more of the light emitted from the light guide toward the light reflection sheet. The light reflecting sheet is a mechanism, and the light reflecting sheet is formed by arranging a large number of substantially the same and / or substantially similar basic units each having an inclined reflecting surface at a pitch of 5,000 μm or less. The corrugated plate-shaped unevenness is provided at a pitch of 500 μm or less, and the ridge line of the corrugated plate-shaped unevenness is substantially perpendicular to the light guide side end where the light source is disposed. .

【0012】<本発明における具体的構成>本発明の面
光源装置は、前述した必須の構成要素からなるが、その
構成要素が具体的に以下のような場合であっても成立す
る。その具体的構成要素とは、波板状の凹凸は、頂角が
60度以上の三角プリズムアレーであり、且つこの三角
プリズムアレーのピッチは300μm以下とされている
ことを特徴とする。
<Specific Configuration in the Present Invention> The surface light source device of the present invention is composed of the above-mentioned essential components. However, the present invention is established even when the components are specifically as follows. The specific component is that the corrugated plate-like unevenness is a triangular prism array having a vertical angle of 60 degrees or more, and the pitch of the triangular prism array is 300 μm or less.

【0013】また、本発明の面光源装置では、波板状の
凹凸を正弦波状とし、且つ正弦波状とした波板状の凹凸
のピッチを300μm以下とすることが好ましい。この
場合、波板状の凹凸をレンチキュラーレンズ状とし、そ
の際このレンチキュラーレンズ状とした波板状の凹凸の
ピッチを300μm以下とすることが好ましい。
Further, in the surface light source device of the present invention, it is preferable that the corrugated plate-like irregularities have a sine wave shape, and the pitch of the sinusoidal corrugated plate-like irregularities is 300 μm or less. In this case, it is preferable that the corrugated plate-shaped irregularities have a lenticular lens shape, and that the pitch of the lenticular lens-shaped corrugated irregularities is 300 μm or less.

【0014】更に、本発明の面光源装置では、基本ユニ
ットを形成する傾斜した各反射面が相互に平行で且つ直
線状に形成され、且つ各基本ユニットは、ピッチが30
00μm以下で配列され、更に反射面の傾斜角度は導光
体より光反射シートの方向に出射した光線を導光体の法
線方向に反射する角度とされていることを特徴とする。
Further, in the surface light source device of the present invention, the inclined reflecting surfaces forming the basic unit are formed in parallel and linearly with each other, and each basic unit has a pitch of 30.
The reflection surface is arranged at an angle of not more than 00 μm, and the inclination angle of the reflection surface is an angle at which the light emitted from the light guide in the direction of the light reflection sheet is reflected in the normal direction of the light guide.

【0015】更にまた、本発明の面光源装置では、基本
ユニットを形成する反射面として最大径3000μm以
下の凹面鏡状をした反射面が用いられ、且つこの反射面
の傾斜角度は導光体より光反射シートの方向に出射した
光線を導光体の法線方向に反射する角度とされているこ
とを特徴とする。
Further, in the surface light source device of the present invention, a concave mirror-shaped reflecting surface having a maximum diameter of 3000 μm or less is used as a reflecting surface forming the basic unit, and the angle of inclination of the reflecting surface is smaller than that of the light guide. It is characterized in that the light is emitted in the direction of the reflection sheet and is reflected in the normal direction of the light guide.

【0016】また、本発明の面光源装置では、基本ユニ
ットを形成する傾斜した反射面の断面形状が凹状である
ことを特徴とする。更に、本発明の面光源装置では、光
反射シートの反射面が銀若しくはアルミニウムのコート
層からなり、且つ反射面上には透明材質によるコート層
が設けることがよい。
Further, in the surface light source device according to the present invention, the cross-sectional shape of the inclined reflecting surface forming the basic unit is concave. Further, in the surface light source device of the present invention, it is preferable that the reflection surface of the light reflection sheet is formed of a silver or aluminum coating layer, and a coating layer of a transparent material is provided on the reflection surface.

【0017】また、光反射シートの反射面は拡散反射性
の白色材質で形成することもできる。その場合、透明材
質によるコート層が光学薄膜或いは透明ビーズコーティ
ング層とすることができる。そして、反射面にはマット
処理を施すことが好ましい。更にまた、前述した特徴を
備える面光源装置を液晶ディスプレイ装置のバックライ
ト光学系に用いることが特に好ましい。
Further, the reflection surface of the light reflection sheet may be formed of a diffusely reflective white material. In that case, the coating layer made of a transparent material can be an optical thin film or a transparent bead coating layer. Then, it is preferable to perform a matting process on the reflection surface. Furthermore, it is particularly preferable to use a surface light source device having the above-described features for a backlight optical system of a liquid crystal display device.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の面光源装置及びこ
れを用いた液晶ディスプレイ装置を図に示される実施形
態について更に詳細に説明する。図1は本発明の一実施
形態に係る面光源装置10の主要部を概略的に示す部分
的な構成説明図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The surface light source device of the present invention and a liquid crystal display device using the same according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial configuration explanatory view schematically showing a main part of a surface light source device 10 according to an embodiment of the present invention.

【0019】この実施形態に係る面光源装置10は、透
光性の平板からなる基板即ち導光体11を備え、この導
光体11の一側端には当該側端面12に沿うように線状
光源13が配置されている。この線状光源13は、蛍光
管又はLEDアレー等を用いることができるが、特にこ
れらに限定されるものではない。線状光源13として
は、発光効率に優れ、小型化の容易な冷陰極管の利用が
最も好適である。
The surface light source device 10 according to this embodiment includes a substrate made of a light-transmitting flat plate, that is, a light guide 11, and one end of the light guide 11 has a line extending along the side end surface 12. The shape light source 13 is arranged. The linear light source 13 can use a fluorescent tube, an LED array, or the like, but is not particularly limited thereto. As the linear light source 13, it is most preferable to use a cold-cathode tube which has excellent luminous efficiency and can be easily miniaturized.

【0020】また、線状光源13の配置形態としては、
この態様に限定されるものではなく、この他にも、一側
端部にのみ冷陰極管が配設された1灯式の態様、一側端
部に2本の冷陰極管が配設された2灯式の態様、1灯又
は2灯の冷陰極管が一側端部に配設され、これが対向す
る側端部にも設けられ、合計2灯又は4灯となっている
態様等が代表的である。
The arrangement of the linear light source 13 is as follows.
The present invention is not limited to this embodiment. In addition, a single-lamp type in which a cold cathode tube is provided only at one end, and two cold cathode tubes are provided at one end. Two-lamp type, one or two cold-cathode tubes are provided at one side end, and this is also provided at the opposite side end, so that a total of two or four lamps are provided. Representative.

【0021】また、光源の態様として、本発明において
はなにも線状光源に限定されるものではなく、例えば小
型の面光源装置では図29に示されるようにLED等の
点光源を用いることもできる。すなわち、図29(a)
は、導光体11のコーナー部を平面で見て三角形状にカ
ットして形成されたコーナーカット面に、点光源である
LED37を配置した例を示している。また、図29
(b)は、導光体11の一側端部に光学ロッド38を近
接配置し、この光学ロッド38の端面に点光源であるL
ED37を配置した例を示している。
In the present invention, the light source is not limited to a linear light source. For example, a point light source such as an LED may be used in a small surface light source device as shown in FIG. Can also. That is, FIG.
Shows an example in which an LED 37 as a point light source is disposed on a corner cut surface formed by cutting a corner portion of the light guide 11 into a triangular shape when viewed in a plane. FIG. 29
(B), an optical rod 38 is disposed close to one end of the light guide 11, and a point light source L is provided on an end face of the optical rod 38.
The example which arrange | positioned ED37 is shown.

【0022】この導光体11の一側端には、線状光源1
3を覆うようにリフレクタ14が取り付けられ、線状光
源13による直接光とリフレクタ14で反射された反射
光とが導光体11に、光入射端面である一側端面12か
ら内部に入射する機構とされている。
One end of the light guide 11 is connected to the linear light source 1.
A mechanism in which the reflector 14 is attached so as to cover the light guide 3 and the direct light from the linear light source 13 and the reflected light reflected by the reflector 14 enter the light guide 11 from the one side end surface 12 which is the light incident end surface. It has been.

【0023】導光体11は、例えば、板厚が約4mm程
度の四角形状をした透光性の薄板であり、図1で見て上
面である一方の表面が光を出射する光出射面15であ
り、これとは反対側の他方の表面(図1で見て下面)は
光出射面と対向する面16である。図1において、符号
17は導光体11の光出射面15に垂直な線、即ち導光
体11の法線を示している。
The light guide 11 is, for example, a rectangular thin translucent plate having a thickness of about 4 mm, and one of the upper surfaces as viewed in FIG. The other surface on the opposite side (the lower surface in FIG. 1) is a surface 16 facing the light emitting surface. In FIG. 1, reference numeral 17 denotes a line perpendicular to the light exit surface 15 of the light guide 11, that is, a normal line of the light guide 11.

【0024】導光体11の光出射面15とは反対側の面
16側に近接して光反射シート18が配設されている。
光反射シート18は、傾斜した反射面18aを備える多
数の基本ユニット19が微細なピッチで基材20の表面
に形成されて構成されている。ここで、基本ユニット1
9とは、図1〜図3及び図20〜図25に示されるよう
にほぼ同一及び/又はほぼ相似形状の傾斜した傾斜面1
9aの集合体として得られる光反射シート18の基本形
状単位を意味する。
A light reflection sheet 18 is provided near the surface 16 of the light guide 11 opposite to the light exit surface 15.
The light reflecting sheet 18 is configured such that a large number of basic units 19 each having an inclined reflecting surface 18a are formed on the surface of the base material 20 at a fine pitch. Here, basic unit 1
9 is an inclined surface 1 having substantially the same and / or substantially similar shape as shown in FIGS. 1 to 3 and FIGS. 20 to 25.
9a means a basic shape unit of the light reflecting sheet 18 obtained as an aggregate.

【0025】すなわち、基本ユニット19とは、それ以
上分割すると同一性もしくは相似性が消失してしまう最
少の形状単位、所謂ユニットセルである。また、ピッチ
Pとは、図2、図3、及び図20〜図25に示されるよ
うに、これら基本ユニット19の配列によって作られる
基本周期の内、最小の長さとして定められる。
In other words, the basic unit 19 is a minimum shape unit, that is, a so-called unit cell, which loses the sameness or similarity when divided further. The pitch P is defined as the minimum length of the basic periods formed by the arrangement of the basic units 19 as shown in FIGS. 2, 3, and 20 to 25.

【0026】更に、導光体11には光取り出し機構21
が設けられている。この光取り出し機構21は、導光体
11に入射した光線を選択的に光反射シート18の側に
出射させるように構成され、具体的には光反射シート1
8の側に導光体11からの出射光線の65%以上、より
好ましくは70%以上、さらに好ましくは75%以上の
光束が出射するように構成することが必要であり、この
要件を満足する限りにおいて用いられる光取り出し機構
は特に限定されるものではない。
Further, the light guide 11 has a light extraction mechanism 21.
Is provided. The light extraction mechanism 21 is configured to selectively emit a light beam incident on the light guide 11 to the light reflection sheet 18 side.
It is necessary to configure so that 65% or more, more preferably 70% or more, and still more preferably 75% or more of the light beam emitted from the light guide 11 is emitted to the side 8. This satisfies this requirement. The light extraction mechanism used is not particularly limited.

【0027】ここで、導光体11から出る全出射光線の
少なくとも65%以上を光反射シート18側に出射させ
るために当該導光体11に設けられる光取り出し機構2
1としては各種の態様が考えられ、特に限定はされな
い。しかし、最も好適な態様としては、図4に示される
ように導光体11における光出射面15とは反対側の面
(光反射シート側の面)16に多数の凸状突起22を所
定のパターンで形成した光取り出し機構21を挙げるこ
とができる。
Here, the light extraction mechanism 2 provided on the light guide 11 to emit at least 65% or more of all the outgoing light rays emitted from the light guide 11 to the light reflection sheet 18 side.
Various embodiments can be considered as 1 and are not particularly limited. However, as a most preferable embodiment, as shown in FIG. 4, a large number of convex protrusions 22 are provided on a surface (surface on the light reflection sheet side) 16 of the light guide 11 opposite to the light exit surface 15. A light extraction mechanism 21 formed by a pattern can be used.

【0028】この他にも、図5〜図9に示されるよう
に、各種の表面形状設計によって、導光体11から出射
する大部分の出射光線が光反射シート18の方向に向か
うように設計することが可能となるのである。すなわ
ち、図5に示される態様は、導光体11における光反射
シート18側の面16に断面三角形状の多数の突起23
を所定のパターンで形成して光取り出し機構21とした
ものである。
In addition, as shown in FIGS. 5 to 9, various surface shapes are designed so that most outgoing light rays emitted from the light guide 11 are directed to the light reflecting sheet 18. It is possible to do. That is, the mode shown in FIG. 5 is different from the mode in which a large number of protrusions 23 having a triangular cross section
Are formed in a predetermined pattern to form a light extraction mechanism 21.

【0029】また、図6に示される態様は、導光体11
における光反射シート18側の面16に凹状のへこみ2
4aを形成することで相対的に突出部24bを形成して
光取り出し機構としたものである。更に、図7に示され
る態様は、導光体11の光出射面15に断面V字状の多
数の溝部25を所定の間隔で形成し、これにより光取り
出し機構21としたものである。
The embodiment shown in FIG.
The concave 16 is formed on the surface 16 on the side of the light reflecting sheet 18 in FIG.
By forming the projections 4a, the projections 24b are relatively formed to form a light extraction mechanism. Further, in the mode shown in FIG. 7, a large number of grooves 25 having a V-shaped cross section are formed at predetermined intervals on the light emitting surface 15 of the light guide 11, thereby forming the light extraction mechanism 21.

【0030】更にまた、図8に示される態様は、導光体
11における光反射シート18側の面16に断面V字状
の多数の溝部26を所定の間隔で形成して光取り出し機
構21としたものである。また、図9に示される態様
は、導光体11の光出射面15に断面山形状の多数の突
起27を所定の間隔で形成することにより光取り出し機
構21としたものである。
Further, in the embodiment shown in FIG. 8, a large number of grooves 26 having a V-shaped cross section are formed at predetermined intervals on the surface 16 of the light guide 11 on the side of the light reflecting sheet 18 so that the light extraction mechanism 21 is formed. It was done. In the embodiment shown in FIG. 9, the light extraction mechanism 21 is formed by forming a large number of protrusions 27 having a mountain-shaped cross section at predetermined intervals on the light emitting surface 15 of the light guide 11.

【0031】これら各種態様の他にも、特定方向に対し
て前方散乱性を有する散乱体を導光体11内に設ける態
様、ホログラム素子、表面レリーフ素子等の回折光学素
子を導光体11の表面に設ける態様等、前述したように
光反射シート18の側に導光体11からの出射光線の少
なくとも65%以上を出射することができる光取り出し
機構であれば、特に限定されるものではない。
In addition to these various aspects, a mode in which a scatterer having forward scattering properties in a specific direction is provided in the light guide 11, and a diffractive optical element such as a hologram element and a surface relief element is provided in the light guide 11. There is no particular limitation on the light extraction mechanism, such as the mode provided on the surface, as long as it can emit at least 65% or more of the light emitted from the light guide 11 toward the light reflecting sheet 18 as described above. .

【0032】ここで、本発明において用いられる導光体
11は、該導光体11より出射する全光束に対する光反
射シート側に選択的に出射する光束の割合が、少なくと
も65%以上であることが、本発明による光学設計の効
果を有効に機能させるために必要であることは前述した
通りであるが、この光束が出射する方向についての選択
性を測定する測定手段は概略下記の通りである。
Here, in the light guide 11 used in the present invention, the ratio of the light flux selectively emitted to the light reflecting sheet side to the total light flux emitted from the light guide 11 is at least 65% or more. However, as described above, it is necessary for the effect of the optical design according to the present invention to function effectively. The measuring means for measuring the selectivity of the direction in which the light beam is emitted is as follows. .

【0033】すなわち、先ず通常光反射シートが配設さ
れる位置にほぼ完全に光を吸収する黒色のシート39
(植毛紙等)を配設し、図35に示される如く、導光体
11を通常の向きにセットして積分球中で点灯させ、こ
の時に得られた導光体11の光出射面側から発せられる
全光束量をΣaとする。
That is, first, the black sheet 39 that absorbs light almost completely is provided at the position where the normal light reflection sheet is provided.
(Flocked paper or the like) is disposed, and as shown in FIG. 35, the light guide 11 is set in a normal direction and turned on in the integrating sphere, and the light exit surface side of the light guide 11 obtained at this time is set. Σa is the total luminous flux emitted from.

【0034】次に、導光体11の向きを通常とは裏返し
にセットし(本来、光反射シートの側に向く面が光出射
面側に来るようにセットする。)、同様に積分球中で点
灯させ、この時に得られた導光体11の光出射面と反対
側の面から発せられる全光束量をΣbとする。この際
に、得られる数値、Σb/(Σa+Σb)×100が光
反射シートの側に選択的に出射する光束の割合(%)と
なるのであり、この値が65%以上、より好ましくは7
0%以上、さらに好ましくは75%以上とされるのであ
る。
Next, the direction of the light guide 11 is set upside down as usual (originally, the surface facing the side of the light reflecting sheet is set to the light emitting surface side). And the total amount of luminous flux emitted from the surface opposite to the light exit surface of the light guide 11 obtained at this time is represented by Δb. At this time, the obtained numerical value, Σb / (Σa + Σb) × 100, is the ratio (%) of the luminous flux selectively emitted to the light reflecting sheet side, and this value is 65% or more, more preferably 7%.
It is set to 0% or more, more preferably 75% or more.

【0035】本発明の面光源装置において、このような
光取り出し機構21に要求される形状的な制約は、あく
まで、前述したように光反射シート18の側に導光体1
1からの出射光線の65%以上を出射させるようにする
という観点で決定されるべきである。
In the surface light source device of the present invention, the shape restriction required for the light extraction mechanism 21 is limited to the light guide 1 on the light reflection sheet 18 side as described above.
It should be determined in view of emitting more than 65% of the outgoing rays from one.

【0036】例えば、このことを図10(a)、(b)
を参照して更に詳細に説明すると、図5で示した断面三
角形状の突起23を導光体11の面16に形成する場合
には、尖端部の頂角θとして好ましくは90度以下、よ
り好ましくは70度以下、さらに好ましくは50度以下
であることがよい。
For example, this is shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b).
When the projection 23 having a triangular cross section shown in FIG. 5 is formed on the surface 16 of the light guide 11, the apex angle θ of the pointed end is preferably 90 degrees or less, and Preferably it is 70 degrees or less, more preferably 50 degrees or less.

【0037】すなわち、図10(b)に示されるように
導光体11の面16に形成される突起23の頂角θを大
きくしてその断面形状を山形状にするにしたがって、突
起23による全反射によって導光体11の光出射面15
方向に出射してしまう不要な光線成分30が増大するた
めであり、小さな頂角を有する三角形状の断面形状を用
いることによって、図10(a)に示されるように本発
明における好適な光線の軌跡(光反射シート18での反
射過程を経て導光体11の法線17方向に出射する光線
成分29)を描く光線成分28、29を増加させること
が可能となるのである。
That is, as shown in FIG. 10B, as the apex angle θ of the projection 23 formed on the surface 16 of the light guide 11 is increased and the cross-sectional shape is made to be a mountain shape, the projection 23 Light exit surface 15 of light guide 11 by total reflection
This is because an unnecessary light component 30 emitted in the direction increases, and by using a triangular cross-sectional shape having a small apex angle, as shown in FIG. It is possible to increase the light beam components 28 and 29 that draw the trajectory (the light beam component 29 emitted in the direction of the normal 17 of the light guide 11 through the reflection process on the light reflecting sheet 18).

【0038】また、別な例について説明すれば、図4に
示される凸状突起22を用いた態様では、図11〜図1
3に示されるようにこの凸状突起22の高さ、言い換え
れば導光体11内から見た状態での凸状突起22の深さ
hと最小開口幅Wminで定義される値h/Wmin
が、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.6以
上、さらに好ましくは0.7以上とされる。
Another example will be described. In the embodiment using the convex protrusions 22 shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the height h / Wmin defined by the height of the projection 22, in other words, the depth h of the projection 22 and the minimum opening width Wmin when viewed from inside the light guide 11.
However, it is preferably 0.5 or more, more preferably 0.6 or more, and still more preferably 0.7 or more.

【0039】図4に示される凸状突起22は、図11か
ら明らかなように開口部形状が楕円形のものであった
が、図12に示されるように開口部形状が長方形状であ
る場合には、長方形の開口部短辺寸法が最小開口幅Wm
inとなる。また、図13に示されるように開口部形状
がほぼ正方形状である場合には、その一辺の寸法が最小
開口幅Wminとなる。このような条件を満足するよう
に凸状突起22を設計すれば、導光体11からの出射光
線の少なくとも65%以上を光反射シート18の側に出
射させるようにする好適な形状を定めることができる。
The protruding projection 22 shown in FIG. 4 has an elliptical opening as apparent from FIG. 11, but has a rectangular opening as shown in FIG. Has a minimum opening width Wm
in. In the case where the shape of the opening is substantially square as shown in FIG. 13, the dimension of one side is the minimum opening width Wmin. If the convex protrusion 22 is designed so as to satisfy such conditions, it is necessary to determine a suitable shape so that at least 65% or more of the light emitted from the light guide 11 is emitted toward the light reflection sheet 18. Can be.

【0040】このように、本発明において好適に用いら
れる、図4〜図9に例示される光取り出し機構として
は、その形状はあくまで、光反射シート18の側に導光
体から出射する光線の65%以上を出射させるようにす
るとの観点から決定されるが、更に詳細な設計について
の考え方を説明する。
As described above, the light extraction mechanism suitably used in the present invention, as exemplified in FIGS. 4 to 9, has only the shape of the light emitted from the light guide to the light reflection sheet 18 side. It is determined from the viewpoint of emitting 65% or more, but a more detailed design concept will be described.

【0041】まず、光源として良く用いられる蛍光管等
においては、プラズマ放電により得られる紫外光が管壁
に付着した蛍光体微粒子を励起して発光が得られるが、
ここから得られる出射光線の出射角度分布はほぼあらゆ
る角度に対して一様な強度を示す、いわゆる拡散光源的
な性質に近いものである。
First, in a fluorescent tube or the like often used as a light source, ultraviolet light obtained by plasma discharge excites fluorescent fine particles adhering to the tube wall to emit light.
The emission angle distribution of the emitted light beam obtained therefrom exhibits a uniform intensity at almost every angle, which is close to a so-called diffusion light source property.

【0042】そこで、導光体の光入射面近傍を表す図3
0において、導光体に入射する光線の入射角度分布をあ
らゆる角度に対して一定であるとする条件の下で、導光
体内を伝搬する光線の幾何光学的な状態分布を考える。
スネルの法則から導光体の屈折率をnとして、
FIG. 3 shows the vicinity of the light incident surface of the light guide.
At 0, the geometrical optical state distribution of the light beam propagating in the light guide is considered under the condition that the incident angle distribution of the light beam incident on the light guide is constant for all angles.
From Snell's law, let n be the refractive index of the light guide,

【式1】 (Equation 1)

【0043】したがって、光源から出射した光線の導光
体への入射角度ψと導光体に入射した光線のなす角度
(又は、入射角度ψにて屈折率nの導光体に入射した光
線の導光体中への出射角度)θの関係を図示すると、図
31のようになる。各θでの光線の状態数密度n(θ)
を計算すると、先ず、あるθでの幅±△θ/2なる領域
に到達する光線量は、導光体界面でのフレネル損失を無
視した近似の下では、対応するψでの状態数密度n
(ψ)を用いて、
Therefore, the angle between the incident angle ψ of the light beam emitted from the light source and the light beam incident on the light guide (or the angle of incidence of the light beam incident on the light guide having the refractive index n at the incident angle ψ). FIG. 31 illustrates the relationship of the outgoing angle (θ) into the light guide. State number density n (θ) of the ray at each θ
First, the amount of light reaching the region of width ± △ θ / 2 at a certain θ is, under an approximation ignoring Fresnel loss at the light guide interface, the state number density n at the corresponding ψ
Using (ψ)

【式2】 ここで、(Equation 2) here,

【式3】 であり、また、入射光の角度分布を一定とした場合に
は、任意のψについてn(ψ)=Const.となるため、
(Equation 3) In addition, when the angle distribution of the incident light is constant, n (ψ) = Const. Because

【式4】 よって、(Equation 4) Therefore,

【式5】 したがって、θでの光線分布密度n(θ)は(Equation 5) Therefore, the ray distribution density n (θ) at θ is

【式6】 すなわち、臨界角近傍において状態数密度が大きく増大
するのであり、このことは(1)式にフレネル損失によ
る効果を考慮したとしても、
(Equation 6) That is, the number of states greatly increases in the vicinity of the critical angle, which means that even if the effect due to the Fresnel loss is considered in the equation (1),

【式7】 となり、傾向は同一である(fs、fpはそれぞれs偏
光、p偏光の場合を表す)。
Equation 7 And the tendency is the same (fs and fp represent s-polarized light and p-polarized light, respectively).

【0044】したがって、導光体に用いられる透明樹脂
の場合には光取り出し機構が形成される導光体表面側に
入射する角度として、約50度付近の入射角度で入射す
るビームが多く存在する。つまり、図10(a)に示さ
れるように、例えば断面三角形状の突起23を導光体1
1の面16に形成する場合には、頂角が小さいものが好
適なのであり、例えば凸状突起22を用いる態様におい
ては開口幅に対して十分に深さが深い形状である必然性
が生じるのである。図6〜図9に示される他の光取り出
し機構についても、同様に、上記に基づく導光体内を伝
搬する光線の特性を考慮した形状設計がなされるのであ
る。
Therefore, in the case of the transparent resin used for the light guide, there are many beams that are incident at an incident angle of about 50 degrees as the incident angle on the light guide surface side where the light extraction mechanism is formed. . That is, as shown in FIG. 10A, for example, the projection 23 having a triangular cross section is
In the case of forming on the first surface 16, it is preferable that the apex angle is small. For example, in the case of using the convex protrusion 22, it is necessary that the shape be sufficiently deep with respect to the opening width. . Similarly, the other light extraction mechanisms shown in FIGS. 6 to 9 are similarly designed based on the above, taking into account the characteristics of light rays propagating in the light guide.

【0045】本発明の面光源装置においては、前述した
ように光反射シートの側に導光体11からの出射光線の
大部分が出射する光学系とされるが、この出射光線は、
通常、図1に示されるように光反射シート18に対して
斜めに入射する指向性を有する光線28となる場合が多
い。
In the surface light source device of the present invention, as described above, most of the light emitted from the light guide 11 is emitted to the light reflecting sheet side.
Usually, as shown in FIG. 1, there are many cases where the light beam 28 has a directivity that is obliquely incident on the light reflection sheet 18.

【0046】そこで、本発明の面光源装置においては、
図1に示されるように光反射シート18に設けられた傾
斜した反射面19aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相
似形の基本ユニット19の効果によって、導光体11か
ら光反射シート18の側に選択的に出射した光線28
は、導光体11の正面方向に方向が変角され、その結
果、面光源装置10を正面から見た際に、極めて高い照
明強度が得られるようになるのである。
Therefore, in the surface light source device of the present invention,
As shown in FIG. 1, by the effect of the substantially identical and / or substantially similar basic unit 19 comprising the inclined reflecting surface 19a provided on the light reflecting sheet 18, the light reflecting body 18 is moved from the light guide 11 to the light reflecting sheet 18 side. Light rays 28 selectively emitted
The direction is changed in the front direction of the light guide 11, and as a result, when the surface light source device 10 is viewed from the front, an extremely high illumination intensity can be obtained.

【0047】このことは、図33及び図34に示される
従来型の面光源装置に比べて照明光学系の構成を極めて
単純化できるものであり、従来型の面光源装置ではプリ
ズムアレー等の屈折型の光学系5によって光線の集光機
能や変角機能を果たしていたのに対して、本発明におい
ては、光反射シート18に設けられた傾斜した反射面1
9aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似形の基本ユニ
ット19を、例えば凹面鏡のような形状に設計する等に
よって、集光機能や変角機能等の所望の光学的機能を光
反射シート18に持たせることが可能となり、同等な光
学的性能を保持しながら、極めて構造が簡素化された面
光源装置を提供することができるのである。
This can greatly simplify the configuration of the illumination optical system as compared with the conventional surface light source device shown in FIGS. 33 and 34. In the present invention, the inclined reflecting surface 1 provided on the light reflecting sheet 18 is provided, while the optical system 5 of the mold performs the function of condensing light rays and the function of changing the angle of light.
The light reflecting sheet 18 has desired optical functions such as a light condensing function and a bending function by designing a substantially identical and / or substantially similar basic unit 19 made of 9a into, for example, a shape like a concave mirror. It is possible to provide a surface light source device whose structure is extremely simplified while maintaining the same optical performance.

【0048】ところで、本発明の面光源装置では前述し
たように、光反射シート18の側に選択的に出射させた
光線を、光反射シート18に設けられた傾斜した反射面
19aからなるほぼ同一及び/ほぼ相似形の基本ユニッ
ト19により所望の光学特性を有する照明光線に変換す
るのであるが、しかしながら、集光性という観点では、
これだけの過程ではまだ不十分である場合も多い。特に
ノート型パーソナルコンピュータに用いられる液晶ディ
スプレイパネルでは、パネルに正対して使用している使
用者の方向にのみ強い出射光線が出力として得られれば
良いのであり、更に集光性を高める必要性が出てくるの
である。
By the way, in the surface light source device of the present invention, as described above, the light beam selectively emitted toward the light reflecting sheet 18 is substantially the same as the light reflected from the inclined reflecting surface 19a provided on the light reflecting sheet 18. And / or converted by a substantially similar basic unit 19 into an illuminating light beam having the desired optical properties, however, in terms of light collection,
Often, this is not enough. In particular, in the case of a liquid crystal display panel used in a notebook personal computer, it is only necessary to obtain a strong outgoing light beam as an output only in the direction of the user who is directly facing the panel. It comes out.

【0049】そのため、本発明では、図1に示される実
施形態の面光源装置10のように導光体11の少なくと
も一方の面には、三角プリズムアレー又はレンチキュラ
ーレンズアレー等に代表される波板状の凹凸(波状の表
面形状を有した凹凸)34が集光性等の光学特性を高め
るべく形成されるのであり、前述した光反射シート18
に設けられた傾斜した反射面19aからなるほぼ同一及
び/又はほぼ相似形の基本ユニット19の効果と複合し
て、極めて高い集光性を実現することが可能となるので
ある。
Therefore, according to the present invention, a corrugated plate typified by a triangular prism array or a lenticular lens array is provided on at least one surface of the light guide 11 like the surface light source device 10 of the embodiment shown in FIG. The irregularities (irregularities having a wavy surface shape) 34 are formed to enhance optical characteristics such as light condensing properties.
In combination with the effect of the substantially identical and / or substantially similar basic unit 19 composed of the inclined reflecting surface 19a provided in, an extremely high light-collecting property can be realized.

【0050】この状況についてさらに詳細に説明する
と、本発明においては、図4〜図9に例示されるような
光取り出し機構21の効果によって、図1に示されるよ
うに、一旦、導光体11からの出射光線の大部分28が
光反射シート18の側に出射される。そして、光反射シ
ート18に設けられた傾斜した反射面19aからなるほ
ぼ同一/又はほぼ相似形の基本ユニット19の効果によ
って、出射光線の方向は導光体11の法線17方向に変
角され、再度、導光体11に入射して導光体に設けられ
た、三角プリズムアレー等の波板状の凹凸34によって
集光されるのである。
This situation will be described in further detail. In the present invention, as shown in FIG. 1, the light guide 11 is temporarily stopped by the effect of the light extraction mechanism 21 as exemplified in FIGS. Most of the outgoing light rays 28 are emitted toward the light reflecting sheet 18. The direction of the emitted light beam is deflected to the direction of the normal line 17 of the light guide 11 by the effect of the substantially identical / or substantially similar basic unit 19 composed of the inclined reflecting surface 19 a provided on the light reflecting sheet 18. Then, the light enters the light guide 11 again and is condensed by corrugated plate-like irregularities 34 such as a triangular prism array provided on the light guide.

【0051】そのため、従来型の面光源装置においても
三角プリズムアレー等を導光体11に一体的に形成して
集光性を向上させるとの提案はあったが、これらと比べ
て、本発明の面光源装置は、光学的観点からみた状況が
全く異なるのであり、集光性という点で、本質的に有利
な光学系を得ることができるのである。この状況は、図
14(a)、(b)に示されている。
For this reason, it has been proposed that a triangular prism array or the like be formed integrally with the light guide 11 to improve the light condensing property even in a conventional surface light source device. The surface light source device described above is completely different from an optical point of view, and an essentially advantageous optical system can be obtained in terms of light collecting properties. This situation is shown in FIGS. 14 (a) and (b).

【0052】すなわち、従来型の面光源装置では導光体
11内から直接的に導光体11の光出射面15方向に向
かおうとする光線成分30が多かったため、図14
(b)に示されるように導光体11の法線17方向に向
かわず、本来集光を果たしたかった光線成分でもあって
も、図14(b)に示す光線の軌跡に見られるように、
導光体11と空気層との界面を一回しか経由しないた
め、十分な集光を果たすことができなかったのである。
In other words, in the conventional surface light source device, since there were many light components 30 going directly from the inside of the light guide 11 toward the light emitting surface 15 of the light guide 11, FIG.
As shown in FIG. 14B, even if the light component does not go in the direction of the normal line 17 of the light guide 11 and originally wanted to condense, as shown in the trajectory of the light beam shown in FIG. ,
Since the light passes only once through the interface between the light guide 11 and the air layer, sufficient light collection could not be achieved.

【0053】しかしながら、本発明の面光源装置では、
図14(a)に示されるように導光体11からの出射光
線の大部分28が、一旦、光反射シート18の側に出射
されるため、図14(a)に示す光線の軌跡に見られる
ように、導光体11と空気層との界面を2度も経ること
が可能となるため、導光体11自体が厚みの厚いレンズ
アレーシートとして機能することになり、集光性という
観点で格段に優れた性能を得ることが可能となるのであ
る。
However, in the surface light source device of the present invention,
As shown in FIG. 14A, most of the light rays 28 emitted from the light guide 11 are once emitted to the side of the light reflecting sheet 18, so that they can be seen in the trajectories of the light rays shown in FIG. As described above, the light guide 11 can pass through the interface between the light guide 11 and the air layer twice, so that the light guide 11 itself functions as a thick lens array sheet, and the light-collecting property is improved. Thus, it is possible to obtain extremely excellent performance.

【0054】より具体的にこの効果について考察するた
め、幾何光学的に光出射面から出射する光線の状態数分
布を算出する。導光体の光入射面11側から見た断面図
である図14について、導光体に設けられた光取り出し
機構によって出射する光線の出射角度をγ、導光体上に
設けられた三角プリズムアレーの登頂角をδとする。
In order to consider this effect more specifically, the state number distribution of the light beam emitted from the light emitting surface by geometrical optics is calculated. Referring to FIG. 14 which is a cross-sectional view of the light guide viewed from the light incident surface 11 side, the emission angle of a light beam emitted by the light extraction mechanism provided on the light guide is γ, and the triangular prism provided on the light guide Let δ be the top angle of the array.

【0055】従来型の三角プリズムアレーが設けられた
導光体では光取り出し機構によって選択的に光反射シー
ト18の側に出射光線を導く光学設計がなされていない
ため、図14(b)の如く、導光体内から直接三角プリ
ズム部に入射し、プリズム部で屈折作用を受ける光成分
30が多数存在する。このような光成分30の出射角度
ζbはγとδの関数として、
In a conventional light guide provided with a triangular prism array, an optical design for selectively guiding outgoing light rays to the light reflection sheet 18 side by a light extraction mechanism is not made, and therefore, as shown in FIG. There are a large number of light components 30 which are directly incident on the triangular prism portion from the light guide and undergo refraction by the prism portion. The emission angle ζb of such a light component 30 is a function of γ and δ,

【式8】 と表される。(Equation 8) It is expressed as

【0056】一方、図14(a)に示される、本発明の
光反射シート18の側に、一旦、出射光線が出射し、導
光体がプリズムシートとして作用することができる光学
系では、出射光線の出射角度分布ζaは、
On the other hand, in the optical system shown in FIG. 14A in which the emitted light beam is once emitted toward the light reflecting sheet 18 of the present invention and the light guide can act as a prism sheet, The light emission angle distribution ζa is

【式9】 と表される。[Equation 9] It is expressed as

【0057】従って、簡単な例として光取り出し機構か
らの出射光線が完全拡散光であって、三角プリズム部の
登頂角が90度なる場合を考えると、図32の如く、同
一の状態数密度を有する光線341が図14(a)なる
光学系を経た場合には、出射光線29の出射角度の状態
数密度は参照符号342のように45度付近にピークを
有する正面方向に多数の光線成分が集まった状態に変換
され、高い集光性を示すことが解る。
Therefore, as a simple example, when the light emitted from the light extraction mechanism is completely diffused light and the top angle of the triangular prism is 90 degrees, the same state number density is obtained as shown in FIG. When the light ray 341 has passed through the optical system shown in FIG. 14A, the state number density of the exit angle of the exit ray 29 has a large number of ray components in the front direction having a peak near 45 degrees as indicated by reference numeral 342. It can be seen that the light is converted into a gathered state and exhibits a high light-collecting property.

【0058】これに対して、従来型の光学系、図14
(b)では、三角プリズム部によって多少の集光作用は
認められるものの、符号343に示される如く、正面か
ら大きく外れた0〜30度付近に残存してしまう光線成
分も多く、十分な集光作用が得られないのである。
On the other hand, a conventional optical system, FIG.
In (b), although a slight light-condensing action is recognized by the triangular prism portion, as indicated by reference numeral 343, many light components that remain in the vicinity of 0 to 30 degrees greatly deviated from the front are large, and sufficient light-condensing is performed. No action can be obtained.

【0059】すなわち、本発明による、一旦、光反射シ
ート18側に光線を出射させ、導光体11それ自身をプ
リズムシートとして作用させる光学設計は、集光性の確
保に極めて本質的な役割を果たしていることが解る。
That is, the optical design according to the present invention, in which light is once emitted toward the light reflecting sheet 18 and the light guide 11 itself acts as a prism sheet, plays a very essential role in ensuring light-collecting properties. You can see that it is playing.

【0060】波板状の凹凸(波状の表面形状を有した凹
凸)34としては、集光性を増大させる等の光学的機能
を実現させるという観点で、適宜、形状設計されるもの
であり、表面構造は特段限定されるものではない。しか
しながら、導光体11に本来必要とされる、側端から入
射した光線を全反射条件に基づいて損失なく伝搬させる
という機能を損なってしまっては、面光源装置として機
能を果たさなくなる。
The corrugated plate-like irregularities (irregularities having a corrugated surface shape) 34 are appropriately designed in shape from the viewpoint of realizing optical functions such as increasing the light condensing property. The surface structure is not particularly limited. However, if the function of propagating light rays incident from the side end, which is originally required for the light guide 11, without loss based on the condition of total reflection is impaired, the function as the surface light source device will not be achieved.

【0061】そのため、少なくとも、波板状の凹凸34
の尾根線34aは入射光線が主として伝搬する方向に対
してほぼ平行になるように設けられる。このようにする
ことで、波板状の凹凸34によって全反射条件が乱さ
れ、導光体11中を光線が伝搬しなくなることはなくな
るのである。すなわち、図1に示されるように、波板状
の凹凸34は光源13の配設された側端部12にほぼ垂
直な方向とされる。
Therefore, at least the corrugated plate-like unevenness 34
Is provided so as to be substantially parallel to the direction in which the incident light mainly propagates. By doing so, the condition of total reflection is disturbed by the corrugated plate-like unevenness 34, and the light does not stop propagating in the light guide 11. That is, as shown in FIG. 1, the corrugated plate-shaped unevenness 34 is set in a direction substantially perpendicular to the side end 12 where the light source 13 is provided.

【0062】また、導光体11に設けられる、三角プリ
ズムアレー又はレンチキュラレンズアレー等に代表され
る波板状の凹凸34は、視認できない程度にできる限り
微細化されているのが望ましく、少なくとも500μm
以下、好ましくは300μm以下、更に好ましくは20
0μm以下のピッチとされる。このような波板状の凹凸
34の具体的な形状としては、図15に示されるような
三角プリズムアレー31、図17に示されるようなレン
チキュラーレンズアレー33、或いは図16に示される
ような断面正弦波状の凹凸からなるアレー状素子34を
挙げることができる。
The corrugated plate-like unevenness 34 typified by a triangular prism array or a lenticular lens array provided on the light guide 11 is desirably miniaturized to the extent that it cannot be visually recognized.
Or less, preferably 300 μm or less, more preferably 20 μm or less.
The pitch is set to 0 μm or less. As the specific shape of such corrugated plate-like unevenness 34, a triangular prism array 31 as shown in FIG. 15, a lenticular lens array 33 as shown in FIG. 17, or a cross section as shown in FIG. An array-like element 34 having sinusoidal irregularities can be used.

【0063】特に、集光性、加工の容易性の観点から好
ましいのは図15に示されるような三角プリズムアレー
31を用いる態様であり、図1、図15に示されるよう
に、導光体11の出射面側に登頂角60〜150度、好
ましくは70度〜120度、さらに好ましくは80度〜
110度なる三角プリズムアレーが設けられ、光源13
の配設された側端部12に対してプリズムアレー31の
尾根線がほぼ垂直となるようにした態様が用いられる。
In particular, from the viewpoints of light condensing properties and easiness of processing, a mode using a triangular prism array 31 as shown in FIG. 15 is preferable. As shown in FIGS. No. 11 has an ascending angle of 60 to 150 degrees, preferably 70 to 120 degrees, more preferably 80 to
A triangular prism array of 110 degrees is provided, and a light source 13
Is used so that the ridge line of the prism array 31 is substantially perpendicular to the side end portion 12 where is disposed.

【0064】このように導光体11の光出射面15に三
角プリズムアレー31を一体的に形成したことにより、
前述したように導光体自体が厚みの厚いプリズムシート
として機能することになるため、容易に高い集光性を得
ることが可能となるのである。
As described above, since the triangular prism array 31 is integrally formed on the light exit surface 15 of the light guide 11,
As described above, since the light guide itself functions as a thick prism sheet, it is possible to easily obtain a high light-collecting property.

【0065】このように光出射面15に三角プリズムア
レー31を一体的に形成した導光体11を用いる実施態
様では、図4〜図6及び図8に示されるように光反射シ
ート18の側に選択的に光線を出射させる光取り出し機
構21が導光体11における光出射面15と対向する面
16に設けられる。
In the embodiment in which the light guide 11 in which the triangular prism array 31 is integrally formed on the light exit surface 15 as described above, as shown in FIGS. 4 to 6 and FIG. A light extraction mechanism 21 for selectively emitting light is provided on a surface 16 of the light guide 11 that faces the light emission surface 15.

【0066】また、図7及び図9に示されるような、導
光体11の光出射面15側に光取り出し機構21が設け
られる態様については、図18に示されるように導光体
11の光出射面15と対向する面16に三角プリズムア
レー等の波板状の凹凸34が設けられる。この態様にお
いても波板状の凹凸34の尾根線34aは、前述したよ
うに導光体11の光入射面である側端部12に対してほ
ぼ垂直な方向とされていることは言うまでもない。
Also, as shown in FIGS. 7 and 9, with respect to a mode in which the light extraction mechanism 21 is provided on the light exit surface 15 side of the light guide 11, as shown in FIG. Corrugated plate-like irregularities 34 such as a triangular prism array are provided on the surface 16 facing the light emitting surface 15. Also in this embodiment, it goes without saying that the ridge line 34a of the corrugated plate-like unevenness 34 is substantially perpendicular to the side end 12 which is the light incident surface of the light guide 11 as described above.

【0067】本発明において用いられる光反射シート1
8は屈曲性を有した厚み1000μm以下程度の基材2
0が好ましいが、厚み等の形態は応用対象によって適宜
選択され、必ずしもこれに限定されるものではない。例
えば、導光体11を収納する面光源装置のフレーム部分
に一体的に成型を行うことによって光反射シートの効果
を得ることも可能である。また、反射率は高効率化の観
点から高い反射率を有する材質からなることが望まし
い。
Light reflecting sheet 1 used in the present invention
8 is a flexible substrate 2 having a thickness of about 1000 μm or less.
Although 0 is preferable, the form such as the thickness is appropriately selected depending on the application object, and is not necessarily limited to this. For example, the effect of the light reflection sheet can be obtained by integrally molding the frame portion of the surface light source device that houses the light guide 11. Further, it is desirable that the reflectivity be made of a material having a high reflectivity from the viewpoint of high efficiency.

【0068】ここで、本発明における高い反射率を有す
る材質とは、人が目視する画像表示用途に主として用い
られることから、可視光線スペクトルの代表的な波長域
における反射率が高い値を有する材質であることを意味
する。すなわち、JIS−Z8120に定められる如
く、可視光線スペクトル領域において入射光束エネルギ
ーに対する反射光束エネルギーの比が前記の値となるの
であり、通常は70%以上、好ましくは75%以上、さ
らに好ましくは85%以上、特に好ましくは88%以
上、極めて好ましくは91%以上とされるのである。
Here, the material having a high reflectance in the present invention is a material having a high reflectance in a typical wavelength region of the visible light spectrum, since it is mainly used for image display for human viewing. Means that That is, as defined in JIS-Z8120, the ratio of the reflected luminous flux energy to the incident luminous flux energy in the visible light spectrum region has the above value, and is usually 70% or more, preferably 75% or more, and more preferably 85%. As described above, it is particularly preferably at least 88%, very preferably at least 91%.

【0069】また、本発明において、光反射シート部で
色調が変化することは避けるべきであり、可視光線スペ
クトルの範囲において出来る限りフラットな反射特性を
有することが好ましい。したがって、可視スペクトルの
ほぼ中心に位置する550nmにおける分光反射率の値
を用いて反射率とし、好ましい値の範囲を規定すること
もできる。
In the present invention, it is necessary to avoid a change in color tone in the light reflection sheet portion, and it is preferable that the light reflection sheet portion has reflection characteristics as flat as possible in the visible light spectrum range. Therefore, the value of the spectral reflectance at 550 nm, which is located substantially at the center of the visible spectrum, is used as the reflectance, and a preferable value range can be defined.

【0070】加えて、上記の反射率は反射を実質的に起
こす傾斜面の表面に位置する材質の反射率を意味するの
であり、具体的には傾斜面の表面部に銀やアルミニウム
に代表されるように、高い反射率を有し、色調変化が少
ない材質が設けられることが好ましい。また、反射面の
上に透明なコート層等を設ける場合があるが、ここで言
う反射率はコート層等のない、金属材質等の反射に実質
的に寄与する材質自体の表面の反射率を意味するのであ
る。
In addition, the above-mentioned reflectance means the reflectance of a material located on the surface of the inclined surface which substantially causes reflection. Specifically, the surface of the inclined surface is represented by silver or aluminum. As described above, it is preferable to provide a material having a high reflectance and a small change in color tone. In addition, a transparent coat layer or the like may be provided on the reflective surface, but the reflectivity referred to here is the reflectivity of the surface of the material itself which does not have a coat layer or the like and which substantially contributes to reflection such as a metal material. It means.

【0071】また、反射の指向性に関しては鏡面反射及
び拡散反射は、必要とする照明光の光学特性に応じて、
適宜、選択されるものであるが、一般的に高い指向性を
得たい場合には銀やアルミニウム等からなる鏡面反射層
が好適に用いられ、広い出射角度分布を得たい場合には
白色顔料を混練した樹脂や発泡性樹脂等からなる拡散反
射層が好適に用いられる。
Regarding the directivity of reflection, specular reflection and diffuse reflection are determined according to the required optical characteristics of illumination light.
It is appropriately selected, but in general, a mirror reflection layer made of silver, aluminum, or the like is preferably used for obtaining high directivity, and a white pigment is used for obtaining a wide emission angle distribution. A diffuse reflection layer made of a kneaded resin or a foamable resin is preferably used.

【0072】また、基本ユニット19の配列が画面上で
認識できなくなるようにするため、ほぼ同一及び/又は
ほぼ相似形の基本ユニット19の配列ピッチPはできる
限り微細化されていることが重要であり、具体的には5
000μm以下、好ましくは1000μm以下、より好
ましくは500μm以下とされる。
In order to prevent the arrangement of the basic units 19 from being recognized on the screen, it is important that the arrangement pitch P of the substantially identical and / or substantially similar basic units 19 is as fine as possible. Yes, specifically 5
The thickness is set to 000 μm or less, preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less.

【0073】光反射シート18の表面に設けられる傾斜
した反射面19aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似
形の基本ユニット19として、代表的には図2(a)、
(b)に示されるように基本ユニット19が断面鋸歯状
とされるか、或いは図3(a)、(b)に示されるよう
に基本ユニット19が山形状とされ、ピッチ3000μ
m以下、好ましくは800μm以下、より好ましくは3
00μm以下で、光反射シート18を上方から見た際に
尾根線19bが平行に配列した、平行直線状で且つ平坦
な傾斜反射面19aからなる基本ユニット19の配列が
用いられている態様が挙げられる。
As a substantially identical and / or substantially similar basic unit 19 comprising an inclined reflecting surface 19 a provided on the surface of the light reflecting sheet 18, as shown in FIG.
3B, the basic unit 19 has a sawtooth cross section, or the basic unit 19 has a mountain shape as shown in FIGS. 3A and 3B, and a pitch of 3000 μm.
m, preferably 800 μm or less, more preferably 3 μm or less.
A mode in which a basic unit 19 having a parallel linear and flat inclined reflecting surface 19a with a ridge line 19b arranged parallel to each other when the light reflecting sheet 18 is viewed from above is used. Can be

【0074】これは、図2(a)、(b)や図3
(a)、(b)に示されるように傾斜した平坦な反射面
19aの尾根線19bがほぼ平行配列した態様では、ダ
イヤモンドバイトやエンドミルを用いた切削加工が適用
し易いため、賦形のための金型製作が容易であり、微細
化が行い易く、量産性も極めて高いためである。
This is shown in FIGS. 2A and 2B and FIG.
As shown in (a) and (b), in a mode in which the ridge lines 19b of the inclined flat reflecting surface 19a are arranged substantially in parallel, cutting using a diamond bite or an end mill is easy to apply, so that shaping is performed. This is because the metal mold is easy to manufacture, miniaturization is easy, and mass productivity is extremely high.

【0075】このような平行直線状で且つ平坦な傾斜反
射面19aが多数配列した光反射シート18を用いるこ
とで、前述の凸状突起22からなるパターンを光取り出
し機構21とし且つ導光体から出射する光束の大部分が
光反射シート18の配設側に向かうよう設計された導光
体11からの出射光線が、平行直線状で且つ平坦な傾斜
反射面19aの効果によって導光体11の法線17方向
に反射され、しかも導光体11の少なくとも一方の表面
には集光性等の光学特性を改良すべく設けられた波板状
の凹凸34が存在するため、非常に簡素な構成であるに
もかかわらず、面光源装置10として極めて品質の高い
照明光線を得ることができるのである。
By using such a light reflecting sheet 18 in which a large number of parallel linear and flat inclined reflecting surfaces 19a are arranged, the pattern composed of the above-mentioned convex protrusions 22 is used as the light extraction mechanism 21 and the light guide mechanism is used. The light emitted from the light guide 11 designed so that most of the emitted light flux goes to the side where the light reflection sheet 18 is provided is parallel to the light guide 11 by the effect of the flat inclined reflection surface 19a. A very simple configuration is provided because corrugated plate-like irregularities 34 are reflected in the direction of the normal 17 and are provided on at least one surface of the light guide 11 to improve optical properties such as light condensing properties. Nevertheless, an extremely high quality illumination light beam can be obtained as the surface light source device 10.

【0076】図19に示されるように、ほぼ同一及び/
又はほぼ相似形の基本ユニット19に用いられる傾斜面
の傾斜角度αとして好適な範囲は、用いる光取り出し機
構21の形態によって様々であり、導光体11からの出
射光線の方向を光出射面15の法線17方向に変換する
という観点で、適宜決められるべきものである。
As shown in FIG. 19, almost the same and / or
Alternatively, a suitable range for the inclination angle α of the inclined surface used in the substantially similar basic unit 19 varies depending on the form of the light extraction mechanism 21 used, and the direction of the light beam emitted from the light guide 11 is changed to the light emission surface 15. Should be appropriately determined from the viewpoint of conversion in the direction of the normal 17.

【0077】例えば、光取り出し機構21として図4に
示されるように凸状突起22を用いる態様、或いは図5
に示されるように断面三角形状の突起23を用いる態様
では、傾斜した反射面19aの傾斜角度αが好ましくは
50度〜7度の範囲、より好ましくは40度〜10度の
範囲、さらに好ましくは34度〜15度の範囲が好適に
用いられる。
For example, as shown in FIG. 4, a mode in which a convex projection 22 is used as the light extraction mechanism 21, or FIG.
In the embodiment using the projections 23 having a triangular cross section as shown in the above, the inclination angle α of the inclined reflecting surface 19a is preferably in the range of 50 to 7 degrees, more preferably in the range of 40 to 10 degrees, and still more preferably. A range of 34 degrees to 15 degrees is preferably used.

【0078】また、各基本ユニット19を構成する傾斜
した反射面19aの断面は、図20及び図21に示され
るように凹状となっていることが集光性の観点からは好
ましい。これは、本発明において好適に用いられる平行
直線状で且つ傾斜した反射面が多数配列した態様のみな
らず、図22〜図25に示されるように凹面鏡状の基本
ユニット19が配列した態様等においても好適に用いら
れる。
It is preferable that the cross section of the inclined reflecting surface 19a constituting each basic unit 19 be concave as shown in FIGS. 20 and 21 from the viewpoint of light condensing. This is not limited to the embodiment in which a large number of parallel linear and inclined reflecting surfaces preferably used in the present invention are arranged, as well as the embodiment in which concave mirror-shaped basic units 19 are arranged as shown in FIGS. Is also preferably used.

【0079】この際にも、傾斜した反射面19aの傾斜
角度αとして好適に用いられる範囲は導光体11からの
出射光線の方向を光出射面15の法線17方向に変換す
るという観点で決定されるべきであり、例えば、図4及
び図5に示されるような光取り出し機構21として凸状
突起22或いは断面三角形状の突起23を用いる各態様
では、図26に示されるように凹状断面の中心部での接
線の傾斜角度αが好ましくは50度〜7度の範囲、より
好ましくは40度〜10度の範囲、さらに好ましくは3
4度〜15度の範囲とされる。
Also in this case, the range preferably used as the inclination angle α of the inclined reflecting surface 19 a is from the viewpoint of converting the direction of the light beam emitted from the light guide 11 into the direction of the normal line 17 of the light emitting surface 15. For example, in each of the embodiments using the convex protrusion 22 or the triangular protrusion 23 as the light extraction mechanism 21 as shown in FIGS. 4 and 5, the concave cross section as shown in FIG. Is preferably in the range of 50 ° to 7 °, more preferably in the range of 40 ° to 10 °, and still more preferably 3 °.
The range is 4 degrees to 15 degrees.

【0080】このような断面凹状の反射面19aからな
る基本ユニット19を反射素子として光反射シート18
に設けることによって、導光体11に設けられた光取り
出し機構21から出射するブロードな拡がりを有する光
束28を、よりシャープな角度特性を持つ光束29(よ
り平行光束に近い光束)に変換しながら、導光体11の
法線17方向に出射させることができるようになるので
あり、言い換えれば、凹面鏡ミラーの集光効果によって
導光体11からの出射光線をよりコリメートされた導光
体11の法線17方向に対してに極めて輝度の高い出射
光線に変換することができるのである。
The light reflecting sheet 18 is formed by using the basic unit 19 having such a concave reflecting surface 19a as a reflecting element.
To convert the light beam 28 having a broad spread emitted from the light extraction mechanism 21 provided in the light guide 11 into a light beam 29 having a sharper angle characteristic (a light beam closer to a parallel light beam). In other words, the light can be emitted in the direction of the normal line 17 of the light guide 11, in other words, the light emitted from the light guide 11 is more collimated by the converging effect of the concave mirror. This makes it possible to convert the emitted light into an emitted light with extremely high brightness in the direction of the normal 17.

【0081】従って、従来型の面光源装置では、プリズ
ムアレー等の製造が困難で高価な部材を用いて実現して
いた集光効果を、このような部材を用いずとも実現可能
になるのであり、ほぼ同等な光学特性を保ちながら、面
光源装置を極めて簡略化された構成にすることができる
ようになり、組立て工程数の低減、歩留まりの向上、ゴ
ミ混入確率の低減、低コスト化等、実用的な面光源装置
として極めて多くの利点を備えているのである。
Therefore, in the conventional surface light source device, the light condensing effect which has been realized by using expensive members which are difficult to manufacture such as a prism array can be realized without using such members. While maintaining almost the same optical characteristics, the surface light source device can be made to have a very simplified configuration, reducing the number of assembly steps, improving the yield, reducing the probability of dust contamination, reducing cost, etc. It has a great many advantages as a practical surface light source device.

【0082】また、従来型の面光源装置では、図27に
示されるように光源13が配設される導光体11の側端
部12において輝線35と呼ばれる外観を悪化させる現
象が発生していた。しかし、これは導光体11の側端部
12近傍で導光体11の上下面に反射シート7を介して
入射する光線が最大の原因であり、この輝線35を除去
するためにリフレクタ配置を変更したり、或いは反射シ
ート7に光吸収性の印刷を施す等して対策を施していた
が、これがさらなる構造の複雑化、高コスト化を招いて
いた。
Further, in the conventional surface light source device, as shown in FIG. 27, there occurs a phenomenon called the bright line 35 at the side end 12 of the light guide 11 where the light source 13 is disposed, which deteriorates the appearance. Was. However, this is mainly caused by light rays incident on the upper and lower surfaces of the light guide 11 through the reflection sheet 7 in the vicinity of the side end portion 12 of the light guide 11, and a reflector arrangement is necessary to remove the bright line 35. The countermeasures have been taken such as by changing or applying light-absorbing printing to the reflection sheet 7, but this has resulted in further complicated structure and higher cost.

【0083】しかしながら、本発明の面光源装置におい
ては、前述のように光反射シート18には傾斜した反射
面19aからなるほぼ同一及び/又はほぼ相似形の基本
ユニット19が用いられるため、従来型の面光源装置に
おいては輝線成分となるべく入射した光線も、図28に
示されるように傾斜した反射面19aからなる基本ユニ
ット19によって跳ね返され、輝線として導光体11上
に出射することはもはやないため、面光源としての外観
品質も極めて優れたものとなるのである。
However, in the surface light source device of the present invention, as described above, the light reflecting sheet 18 uses the substantially identical and / or substantially similar basic unit 19 composed of the inclined reflecting surface 19a. In the surface light source device described above, a light ray incident to become a bright line component is also bounced back by the basic unit 19 composed of the inclined reflecting surface 19a as shown in FIG. Therefore, the appearance quality as a surface light source is also extremely excellent.

【0084】ところで、本発明における面光源装置の集
光性の観点からは、断面凹状なる傾斜した反射面19a
が基本ユニット19に用いられる態様が好ましいこと
は、前述した通りであるが、傾斜した反射面19aから
なるほぼ同一及び/又はほぼ相似形の基本ユニット19
の別な態様として、図22〜図25に示されるように最
大径3000μm以下、好ましくは800μm以下、さ
らに好ましくは300μm以下なる凹面鏡状の反射面1
9aが配列した構造が用いられている態様が挙げられ
る。このような態様では、一方向のみではなく直交する
2方向に集光を果たすことが可能となるため、前述した
平行直線状で且つ傾斜した反射面19aが多数配列した
態様に比べて、更に集光性等の光学特性を向上させるこ
とが可能になるのである。
By the way, from the viewpoint of the light collecting property of the surface light source device according to the present invention, the inclined reflecting surface 19a having a concave cross section is used.
Is preferably used for the basic unit 19 as described above, but the substantially identical and / or substantially similar basic unit 19 composed of the inclined reflecting surface 19a is preferred.
In another embodiment, as shown in FIGS. 22 to 25, a concave mirror-like reflecting surface 1 having a maximum diameter of 3000 μm or less, preferably 800 μm or less, and more preferably 300 μm or less.
An embodiment in which a structure in which 9a are arranged is used. In such an embodiment, light can be converged not only in one direction but also in two orthogonal directions. Therefore, as compared with the above-described embodiment in which a large number of parallel linear and inclined reflecting surfaces 19a are arranged, the light is collected further. This makes it possible to improve optical characteristics such as optical properties.

【0085】本発明において光反射シート18に用いら
れる反射材質については特に限定されるものではない
が、銀もしくはアルミニウムを表面にコーティングして
反射面19aを形成するのが製造の容易性から最も好適
である。特に銀反射層を真空蒸着、スパッタリング、及
びイオンプレーティング等のドライプロセスを用いて薄
膜形成し、表面にコーティングする方法が最も好まし
い。
The reflective material used for the light reflecting sheet 18 in the present invention is not particularly limited, but it is most preferable to coat the surface with silver or aluminum to form the reflective surface 19a from the viewpoint of ease of manufacture. It is. In particular, a method of forming a thin silver reflective layer using a dry process such as vacuum evaporation, sputtering, or ion plating and coating the surface is most preferable.

【0086】また、例えば銀による真空蒸着をする以前
に、傾斜した反射面19aからなるほぼ同一及び/又は
ほぼ相似形状の基本ユニット19が賦形された基材シー
ト表面をサンドブラスト加工する等して、マット処理を
施すこともできる。このように処理することで、正反射
性の反射面に適度の光拡散性を持たせることができるよ
うになり、出射光線の角度分布特性の拡大、照明光線の
ぎらつき抑制、或いは液晶セルのゲートアレーとの干渉
に由来するモアレ模様の発生防止等の効果を得ることが
可能となる。
Before the vacuum deposition with silver, for example, the surface of the base material sheet on which the basic unit 19 having the substantially identical and / or substantially similar shape composed of the inclined reflecting surface 19a is formed is subjected to sandblasting or the like. Alternatively, a mat treatment can be performed. By performing such processing, it becomes possible to impart a proper light diffusing property to the specular reflection surface, to increase the angular distribution characteristics of the emitted light, suppress the glare of the illumination light, or reduce the liquid crystal cell. It is possible to obtain effects such as prevention of generation of a moiré pattern due to interference with the gate array.

【0087】また、銀反射層等の光沢性金属表面は非常
に傷つき易く、また酸化劣化等も発生しやすい状態にあ
るため、表面には保護層として紫外線硬化性アクリル樹
脂塗料を塗布する等して傷つき等による光学特性の悪化
を防止するのが好ましい。さらには、保護層としてガラ
スビーズ等に代表される光透過性ビーズのコーティング
層を設けることによって前述の傾斜した反射面からなる
ほぼ同一及び/又はほぼ相似形状の基本ユニットにマッ
ト処理を施したのと同一の効果を得ることもできるよう
になる。
Also, since the glossy metal surface such as the silver reflection layer is very easily damaged and easily oxidized and deteriorated, the surface is coated with an ultraviolet-curable acrylic resin paint as a protective layer. It is preferable to prevent the deterioration of the optical characteristics due to scratches or the like. Further, by providing a coating layer of light transmissive beads typified by glass beads or the like as a protective layer, a mat treatment is applied to the above-described basic unit having substantially the same and / or substantially similar shape composed of the inclined reflecting surface. The same effect can be obtained.

【0088】加えてこの透明コート層(保護層)に光学
薄膜としての機能を持たせ、入射光線の制御性をさらに
高度化することもできる。例えば、λ/4板、λ/2板
等の光学薄膜を設けることもできるし、これらの光学薄
膜をさらに積層することによってビームスプリッター機
能や偏光変換機能等の入射光線の偏光状態を制御する機
能をも有した光反射シートを得ることも可能である。
In addition, the function of the transparent coat layer (protective layer) as an optical thin film can be imparted to further enhance the controllability of incident light. For example, an optical thin film such as a λ / 4 plate or a λ / 2 plate can be provided, and a function of controlling the polarization state of an incident light beam such as a beam splitter function or a polarization conversion function by further laminating these optical thin films. It is also possible to obtain a light reflecting sheet having the following.

【0089】また、反射層はなにも正反射性の金属材質
による反射層のみに制限されるものではなく、例えばチ
タニア等の白色顔料を混練したポリエステル樹脂による
拡散反射性の反射層を用いることもできる。この場合に
は入射光線は拡散反射性の反射面によって色々な方向に
散乱されるため、反射光の指向性を拡大することが可能
となり、照明光線の視野角度特性をAg薄膜等の正反射
性反射面を用いた場合よりもさらに拡大することが可能
となるのである。
The reflection layer is not limited to a reflection layer made of a regular reflection metal material. For example, a diffusion reflection layer made of a polyester resin kneaded with a white pigment such as titania is used. Can also. In this case, since the incident light is scattered in various directions by the diffuse reflection surface, the directivity of the reflected light can be expanded, and the viewing angle characteristics of the illumination light can be changed to the regular reflection property of an Ag thin film or the like. Thus, it is possible to further enlarge the case where the reflecting surface is used.

【0090】拡散反射層の形成法としてはこの他にも、
発泡性ポリエステル樹脂、発泡性ポリオレフィン樹脂、
発泡性ABS樹脂等から拡散反射性の反射層を得る態
様、基材表面に白色顔料からなる塗料をコーティングす
る態様等が挙げられる。
As a method for forming the diffuse reflection layer, other than the above,
Foamable polyester resin, foamable polyolefin resin,
Examples include a mode in which a reflective layer having a diffuse reflection property is obtained from a foamable ABS resin and the like, and a mode in which a base material surface is coated with a paint made of a white pigment.

【0091】本発明の好ましい態様においては、光反射
シート18は樹脂材料によって形成される。特にポリエ
ステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹
脂、又は環状ポリオレフィン系樹脂が好適に用いられ、
凹状反射面アレーの形成には熱プレス成形による賦形、
もしくは光硬化性樹脂による賦形が好適に用いられる。
In a preferred embodiment of the present invention, the light reflecting sheet 18 is formed of a resin material. In particular, a polyester resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, or a cyclic polyolefin resin is preferably used,
For forming the concave reflecting surface array, shaping by hot press molding,
Alternatively, shaping with a photocurable resin is suitably used.

【0092】本発明において、液晶ディスプレイ装置と
は液晶分子の電気光学効果、即ち光学異方性(屈折率異
方性)、配向性等を利用し、任意の表示単位に電界印加
或いは通電して液晶の配向状態を変化させ、光線透過率
や反射率を変えることで駆動する、光シャッタの配列体
である液晶セルを用いて表示を行うものをいう。
In the present invention, the liquid crystal display device utilizes the electro-optical effect of liquid crystal molecules, that is, optical anisotropy (refractive index anisotropy), orientation, and the like, and applies an electric field or applies an electric current to an arbitrary display unit. It refers to a device that performs display by using a liquid crystal cell, which is an array of optical shutters, driven by changing the alignment state of liquid crystal and changing light transmittance and reflectance.

【0093】具体的には、透過型単純マトリクス駆動ス
ーパーツイステッドネマチックモード、透過型アクティ
ブマトリクス駆動ツイステッドネマチックモード、透過
型アクティブマトリクス駆動インプレーンスイッチング
モード、透過型アクティブマトリクス駆動マルチドメイ
ンヴァーチカルアラインドモード等の液晶表示素子が挙
げられる。
More specifically, transmission type simple matrix driving super twisted nematic mode, transmission type active matrix driving twisted nematic mode, transmission type active matrix driving in-plane switching mode, transmission type active matrix driving multi-domain vertical aligned mode, etc. Liquid crystal display device.

【0094】本発明の面光源装置をこれら液晶表示素子
のバックライト光源手段として液晶ディスプレイ装置を
構成することにより、前述した光反射シートを用いる面
光源装置の効果により、薄型化(シート少ない)、画像
品質の向上、特に輝線の少ない、また構造が簡単で組立
て性が向上し、しかも歩留まりも高く、更にはコストが
低減した液晶ディスプレイ装置を得ることができる。
By configuring the surface light source device of the present invention as a backlight light source for these liquid crystal display elements in a liquid crystal display device, the surface light source device using the light reflecting sheet described above can be made thinner (less sheets). It is possible to obtain a liquid crystal display device with improved image quality, particularly with less bright lines, with a simple structure, improved assemblability, high yield, and reduced cost.

【0095】[0095]

【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214.0×163.0
mm、厚みが厚肉部2.0mm、薄肉部0.6mmな
る、短辺方向に厚みが変化する、楔形状のアクリル樹脂
を使用し、厚肉側の長辺部に冷陰極管からなる線状光源
13を配設し、線状光源13から離れるにしたがって配
置密度が相対的に大きくなるようにパターニングした、
図13に示されるように開口部形状が正方形の凸状突起
22を導光体11上に形成した。凸状突起22の深さh
は30.0μmとし、凸状突起22の開口幅Wminは
35.0μmとされている。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. (Example 1) 214.0 × 163.0 as the light guide 11
mm, thickness is 2.0 mm, thickness is 0.6 mm, thickness is 0.6 mm, thickness is changed in the short side direction, wedge-shaped acrylic resin is used, and the long side of the thick side is made of a cold cathode tube The light source 13 is arranged, and patterned so that the arrangement density becomes relatively large as the distance from the linear light source 13 increases,
As shown in FIG. 13, a convex protrusion 22 having a square opening was formed on the light guide 11. Depth h of convex protrusion 22
Is 30.0 μm, and the opening width Wmin of the projection 22 is 35.0 μm.

【0096】凸状突起22の形成に用いる金型は、厚さ
30μmなるドライフィルムレジストをガラス板上にラ
ミネートし、フォトリソグラフィーによってパターンを
形成し、該ドライフィルムレジストによるパターニング
を施したガラス板上に電極を蒸着し、これをマスターと
してニッケル電鋳によって得ている。
The mold used for forming the projections 22 is formed by laminating a 30 μm thick dry film resist on a glass plate, forming a pattern by photolithography, and forming a pattern on the glass plate by the dry film resist. An electrode is formed by vapor deposition, and this is used as a master by nickel electroforming.

【0097】また、図15に示されるように光取り出し
機構21である凸状突起22は光反射シート18が配設
される側の面に設けられ、更に導光体11の光出射面1
5側には頂角90度の三角プリズム状アレー31なる波
板状の凹凸34が、その尾根線34aを光入射面である
導光体11の側端部12に垂直となるように設けられて
いる。
Further, as shown in FIG. 15, the convex protrusion 22 as the light extraction mechanism 21 is provided on the surface on which the light reflecting sheet 18 is provided, and further, the light emitting surface 1 of the light guide 11 is provided.
On the 5th side, corrugated plate-shaped irregularities 34 of a triangular prism-shaped array 31 having a vertex angle of 90 degrees are provided so that the ridge line 34a is perpendicular to the side end portion 12 of the light guide 11 which is a light incident surface. ing.

【0098】凸状突起22を光取り出し機構21とし、
導光体11の光出射面15倒に三角プリズムアレー31
を設けたことによって、導光体11から出射する光束の
69%が光反射シート18の側に出射する、本発明に用
いるのに好適な導光体が得られた。
The projection 22 is a light extraction mechanism 21,
The triangular prism array 31 is placed on the light exit surface 15 of the light guide 11.
Is provided, a light guide suitable for use in the present invention, in which 69% of the luminous flux emitted from the light guide 11 is emitted to the light reflection sheet 18 side, is obtained.

【0099】光反射シートとしては、図20(a)、
(b)に示される形状で且つ尾根線19bが平行に配列
した直線状で且つ凹状の反射面19aを基本ユニット1
9とする光反射シート18が用いられた。ピッチは10
0μmとされ、反射層には銀のスパッタリング層が用い
られ、この銀スパッタリング層表面にはアクリル樹脂が
コーティングされている。
As the light reflecting sheet, FIG.
A linear and concave reflecting surface 19a having the shape shown in FIG.
9 was used. Pitch is 10
The thickness is 0 μm, and a silver sputtering layer is used for the reflection layer, and the surface of the silver sputtering layer is coated with an acrylic resin.

【0100】反射面19aの傾斜角度αは23度とさ
れ、導光体11から光反射シート18の側に選択的に出
射する光線が、光反射シート18の作用によって方向変
換され、さらには導光体11の光出射面15側に設けら
れた三角プリズムアレー31の効果によって集光を行い
ながら、導光体11の法線17方向に照明光線を出射す
る光学系を得た。
The inclination angle α of the reflecting surface 19a is 23 degrees, and the light beam selectively emitted from the light guide 11 toward the light reflecting sheet 18 is changed in direction by the action of the light reflecting sheet 18, and An optical system that emits illumination light in the direction of the normal line 17 of the light guide 11 while condensing light by the effect of the triangular prism array 31 provided on the light exit surface 15 side of the light guide 11 was obtained.

【0101】光源13には管径1.8mmなる冷陰極管
を用い、インバーターを介して高周波点灯し、導光体1
1の光出射面15直上には図15に示されるようにヘー
ズ47.2%なるアクリルビーズをコーティングして得
られた光拡散シート36を配設し、面光源装置を得た。
管電流5mAとし、輝度測定装置(トプコム製、BM−
7)を用いて面内5点の平均輝度を測定した結果、平均
輝度1630nitが得られ、輝度性能及び輝度ムラと
も、液晶ディスプレイパネルのバックライト光源として
実用に十分な光学特性であることが確認された。
As the light source 13, a cold cathode tube having a tube diameter of 1.8 mm was used, and was lit at a high frequency via an inverter.
As shown in FIG. 15, a light diffusing sheet 36 obtained by coating acrylic beads having a haze of 47.2% was disposed immediately above the light emitting surface 15 of 1 to obtain a surface light source device.
With a tube current of 5 mA, a luminance measuring device (BM-
As a result of measuring the average luminance of five points in the plane using 7), an average luminance of 1630 nit was obtained, and it was confirmed that both the luminance performance and the luminance unevenness were optical characteristics sufficient for practical use as a backlight source of a liquid crystal display panel. Was done.

【0102】また、照明光線の特性は、水平方向及び垂
直方向共に十分に集光が果たされているため、特にノー
ト型パーソナルコンピュータやハンドヘルド型コンピュ
ータに用いる液晶ディスプレイ装置のパックライトとし
て極めて好適な特性を有していた。加えて、通常配設さ
れるプリズムシートを用いていないため、シート間への
ゴミの混入等による不良も発生しづらく、組立て性も良
好であった。また、従来型の面光源装置で発生していた
光源近傍に現れる輝線の発生も少なく、画像品質に極め
て優れたものであった。
The characteristics of the illuminating light beam are sufficiently focused both in the horizontal direction and the vertical direction, so that it is particularly suitable as a pack light for a liquid crystal display device used in a notebook personal computer or a handheld computer. Had properties. In addition, since a prism sheet normally provided is not used, defects due to dust entering between the sheets are hardly generated, and the assembling property is also good. In addition, the generation of bright lines near the light source, which was generated by the conventional surface light source device, was small, and the image quality was extremely excellent.

【0103】(実施例2)導光体11として250.0
×195.0mm、厚みが光源付近では2.1mm、光
源から最も離れた位置では0.7mmなる、短辺方向に
厚みの変化する楔形状のアクリル樹脂を使用し、厚肉側
の長辺部分に冷陰極管からなる線状光源13を配設し、
線状光源13から離れるにしたがって一辺の長さが相対
的に大きくなるようにパターニングした、図12に示さ
れるような開口部形状が長方形の凸状突起22を導光体
11上に形成した。凸状突起22の深さhは25.0μ
mとし、凸状突起22の開口幅Wminは35.0μm
とされている。
(Example 2) 250.0
× 195.0 mm, thickness 2.1 mm near the light source, 0.7 mm at the position farthest from the light source, using a wedge-shaped acrylic resin whose thickness changes in the short side direction, the long side of the thick side A linear light source 13 composed of a cold cathode tube,
A convex protrusion 22 having a rectangular opening shape as shown in FIG. 12 was formed on the light guide 11 by patterning so that the length of one side became relatively larger as the distance from the linear light source 13 increased. The depth h of the projection 22 is 25.0 μm.
m, and the opening width Wmin of the projection 22 is 35.0 μm.
It has been.

【0104】また、光取り出し機構である凸状突起22
は図17に示されるように光反射シート18の配設され
る側に設けられ、更に導光体11の光出射面15側には
ピッチ100μmなるレンチキュラーレンズアレー32
からなる波板状の凹凸34が、該レンチキュラーレンズ
アレー32の尾根線34aが光入射面である導光体11
の側端部12に垂直となるように設けられている。
Further, the convex protrusion 22 serving as a light extraction mechanism is provided.
As shown in FIG. 17, a lenticular lens array 32 having a pitch of 100 μm is provided on the light emitting surface 15 side of the light guide 11.
The ridgeline 34a of the lenticular lens array 32 is the light incident surface of the light guide 11
Is provided so as to be perpendicular to the side end 12.

【0105】凸状突起22を光取り出し機構21とし、
導光体11の光出射面15側にレンチキュラーレンズア
レー32を設けたことによって、導光体11から出射す
る光束の71%が光反射シート18の側に出射する、本
発明に用いるのに好適な導光体が得られた。
The projection 22 is used as a light extraction mechanism 21,
By providing the lenticular lens array 32 on the light exit surface 15 side of the light guide 11, 71% of the light flux emitted from the light guide 11 exits to the light reflection sheet 18 side, which is suitable for use in the present invention. Light guide was obtained.

【0106】光反射シートとして、図2(a)、(b)
に示される形状で且つ尾根線19bが平行に配列した平
行直線状で且つ平坦な傾斜反射面19aを基本ユニット
19とする光反射シート18が用いられた。基本ユニッ
ト19のピッチは80μmとされ、反射層には銀のスパ
ッタリング層が用いられ、この銀スパッタリング層表面
には平均粒子径7.2μmなるガラスビーズが分散した
光硬化性樹脂がコーティングされている。
FIGS. 2A and 2B show examples of the light reflecting sheet.
And a light reflection sheet 18 having a parallel linear flat flat inclined reflection surface 19a in which a ridge line 19b is arranged in parallel as a basic unit 19 is used. The pitch of the basic unit 19 is 80 μm, a silver sputtering layer is used for the reflection layer, and the surface of the silver sputtering layer is coated with a photocurable resin in which glass beads having an average particle diameter of 7.2 μm are dispersed. .

【0107】傾斜した反射面19aの傾斜角度αは25
度とされ、導光体11から光反射シート18の側に選択
的に出射する光線が、光反射シート18の作用によって
方向変換され、更には導光体11の光出射面15側に設
けられたレンチキュラーレンズアレー33の効果によっ
て集光を行いながら、導光体11の法線17方向に照明
光線を出射する光学系を得た。
The inclination angle α of the inclined reflecting surface 19a is 25
The light selectively emitted from the light guide 11 toward the light reflecting sheet 18 is changed in direction by the action of the light reflecting sheet 18, and is further provided on the light emitting surface 15 side of the light guide 11. An optical system that emits an illumination light beam in the direction of the normal line 17 of the light guide 11 while condensing light by the effect of the lenticular lens array 33 was obtained.

【0108】光源13には管径2.0mmなる冷陰極管
を用い、インバーターを介して高周波点灯し、導光体1
1の光出射面15直上にはヘーズ35.6%なるアクリ
ルビーズをコーティングして得られた光拡散シート36
を配し、面光源装置を得た。管電流6mAとし、輝度測
定装置(トプコム製、BM−7)を用いて面内5点の平
均輝度を測定した結果、平均輝度1980nitが得ら
れ、輝度性能及び輝度ムラとも、液晶ディスプレイパネ
ルのバックライト光源として実用に十分な光学特性であ
ることが確認された。
A cold cathode tube having a tube diameter of 2.0 mm was used as the light source 13, and was turned on at a high frequency via an inverter.
A light diffusion sheet 36 obtained by coating acrylic beads having a haze of 35.6% directly above the light exit surface 15
To obtain a surface light source device. With a tube current of 6 mA, the average luminance at five points in the plane was measured using a luminance measurement device (BM-7, manufactured by Topcom). As a result, an average luminance of 1980 nit was obtained. It was confirmed that the optical characteristics were sufficient for practical use as a light source.

【0109】また、照明光線の特性は、水平方向及び垂
直方向共に十分に集光が果たされているため、特にノー
ト型パーソナルコンピュータやハンドヘルド型コンピュ
ータに用いる液晶ディスプレイ装置のバックライトとし
て極めて好適な特性を有していた。加えて、通常配され
るプリズムシートを用いていないため、シート間へのゴ
ミの混入等による不良も発生しづらく、組立て性も良好
であった。また、従来型の面光源装置で発生していた光
源近傍に現れる輝線の発生も少なく、画像品質に極めて
優れたものであった。
The characteristics of the illuminating light beam are sufficiently focused both in the horizontal direction and the vertical direction, so that it is extremely suitable as a backlight for a liquid crystal display device used in a notebook personal computer or a handheld computer. Had properties. In addition, since a prism sheet that is normally arranged is not used, defects due to dust entering between the sheets are unlikely to occur, and assemblability is good. In addition, the generation of bright lines near the light source, which was generated by the conventional surface light source device, was small, and the image quality was extremely excellent.

【0110】[0110]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の面光源装
置によれば、前述した優れた光学特性を備え、構造が簡
単で且つ組立て性に優れた安価な面光源装置を得ること
ができ、更にこの面光源装置をバックライト光源手段と
して用いることにより、構造が簡単で且つ組立て性に優
れた安価な液晶ディスプレイ装置を得ることができる。
As described above, according to the surface light source device of the present invention, it is possible to obtain an inexpensive surface light source device having the above-mentioned excellent optical characteristics, a simple structure, and an excellent assembling property. Further, by using this surface light source device as a backlight light source means, an inexpensive liquid crystal display device having a simple structure and excellent assemblability can be obtained.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る面光源装置の主要部
を示す部分的な構成説明図である。
FIG. 1 is a partial configuration explanatory view showing a main part of a surface light source device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の面光源装置に用いられる光反射シート
であって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且つ
平坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形
成された光反射シートの部分的な平面図及び2b−2b
線で切断して示す断面図である。
FIG. 2 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, in which a plurality of basic units each having a parallel ridge line and arranged in parallel and having a flat inclined reflection surface are formed on the surface. Partial plan view of reflection sheet and 2b-2b
It is sectional drawing cut | disconnected and shown by a line.

【図3】本発明の面光源装置に用いられる光反射シート
であって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且つ
平坦な傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に形
成された他の態様の光反射シートの部分的な平面図及び
3b−3b線で切断して示す断面図である。
FIG. 3 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, in which a plurality of basic units each having a parallel linear ridge and a flat inclined reflection surface are formed on the surface, and ridge lines are arranged in parallel. 3A and 3B are a partial plan view and a cross-sectional view taken along line 3b-3b of the light reflecting sheet according to the embodiment.

【図4】本発明の面光源装置において導光体の光出射面
とは反対側の面に形成された多数の凸状突起からなる光
取り出し機構の一態様を、導光体の一部を拡大して概略
的に示す断面図である。
FIG. 4 shows an embodiment of a light extraction mechanism including a large number of convex protrusions formed on a surface of the surface light source device of the present invention opposite to the light exit surface of the light guide. It is sectional drawing which expands and shows schematically.

【図5】本発明の面光源装置において導光体の光出射面
とは反対側の面に形成された多数の断面三角形状突起か
らなる光取り出し機構の他の態様を、導光体の一部を拡
大して概略的に示す断面図である。
FIG. 5 shows another embodiment of the light extraction mechanism including a large number of triangular cross-section projections formed on the surface of the light guide opposite to the light exit surface in the surface light source device of the present invention. It is sectional drawing which expands a part and shows roughly.

【図6】本発明の面光源装置において導光体の光出射面
とは反対側の面に形成された多数の凹状へこみからなる
光取り出し機構の更に他の態様を、導光体の一部を拡大
して概略的に示す断面図である。
FIG. 6 is a view showing a light extraction mechanism according to still another embodiment of a light extraction mechanism including a large number of concave dents formed on a surface of the surface light source device opposite to the light exit surface of the light guide. It is sectional drawing which expands and is shown roughly.

【図7】本発明の面光源装置において導光体の光出射面
に形成された多数の断面V字状溝部からなる光取り出し
機構の更に他の態様を、導光体の一部を拡大して概略的
に示す断面図である。
FIG. 7 is an enlarged view of a part of the light guide of the surface light source device according to another embodiment of the light extraction mechanism including a large number of V-shaped cross-sectional grooves formed on the light exit surface of the light guide in the surface light source device of the present invention. FIG.

【図8】本発明の面光源装置において導光体の光出射面
とは反対側の面に形成された多数の断面V字状溝部から
なる光取り出し機構の別の態様を、導光体の一部を拡大
して概略的に示す断面図である。
FIG. 8 shows another aspect of the light extraction mechanism including a large number of V-shaped cross-section grooves formed on the surface of the surface light source device of the present invention opposite to the light exit surface of the light guide. It is sectional drawing which expands a part and shows roughly.

【図9】本発明の面光源装置において導光体の光出射面
に形成された多数の断面山形状突起からなる光取り出し
機構の更に別の態様を、導光体の一部を拡大して概略的
に示す断面図である。
FIG. 9 is a view showing still another aspect of the light extraction mechanism including a large number of mountain-shaped projections formed on the light exit surface of the light guide in the surface light source device of the present invention, by enlarging a part of the light guide. It is sectional drawing which shows schematically.

【図10】図1に示される実施形態の面光源装置におい
て導光体に入射した光線が面光源となる状態と光取り出
し機構によっては面光源とならない状態とをそれぞれ模
式的に示す構成説明図である。
10 is a configuration explanatory view schematically showing a state in which a light beam incident on a light guide becomes a surface light source and a state in which a light beam does not become a surface light source depending on a light extraction mechanism in the surface light source device of the embodiment shown in FIG. 1; It is.

【図11】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の一例について深さhと最小開口幅Wmin
との定義を示す概略的な構成説明図である。
FIG. 11 shows a depth h and a minimum opening width Wmin of an example of a convex protrusion constituting a light extraction mechanism provided in a light guide.
FIG. 3 is a schematic configuration explanatory diagram showing the definition.

【図12】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の他の例について深さhと最小開口幅Wmi
nとの定義を示す概略的な構成説明図である。
FIG. 12 shows a depth h and a minimum opening width Wmi of another example of the convex protrusion constituting the light extraction mechanism provided in the light guide.
It is a schematic structure explanatory view which shows the definition of n.

【図13】導光体に設けられる光取り出し機構を構成す
る凸状突起の更に他の例について深さhと最小開口幅W
minとの定義を示す概略的な構成説明図である。
FIG. 13 shows a depth h and a minimum opening width W of still another example of the convex protrusion constituting the light extraction mechanism provided in the light guide.
It is a schematic structure explanatory view showing the definition of min.

【図14】光出射面に波板状の凹凸を設けた導光体を面
光源装置の構成要素として用いる時、本発明の面光源装
置における光線の軌跡と、従来の面光源装置おける光線
の軌跡を示す構成説明図である。
FIG. 14 shows a trajectory of a light beam in the surface light source device of the present invention and a light beam in a conventional surface light source device when a light guide having corrugated plate-like irregularities on the light exit surface is used as a component of the surface light source device. FIG. 4 is a configuration explanatory diagram showing a trajectory.

【図15】図1に示される本発明の面光源装置を、更に
具体的且つ詳細に示す部分的な斜視図である。
15 is a partial perspective view showing the surface light source device of the present invention shown in FIG. 1 more specifically and in detail.

【図16】導光体の光出射面に他の態様の集光機能手段
を形成した本発明の他の実施形態に係る面光源装置を部
分的に示す斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view partially showing a surface light source device according to another embodiment of the present invention in which a light-collecting function unit of another mode is formed on a light exit surface of a light guide.

【図17】導光体の光出射面に更に他の態様の集光機能
手段を形成した本発明の更に他の実施形態に係る面光源
装置を部分的に示す斜視図である。
FIG. 17 is a perspective view partially showing a surface light source device according to still another embodiment of the present invention in which a light-collecting function unit of still another mode is formed on a light emitting surface of a light guide.

【図18】導光体の光出射面に更に別な態様の集光機能
手段を形成した本発明の更に別な実施形態に係る面光源
装置を部分的に示す斜視図である。
FIG. 18 is a perspective view partially showing a surface light source device according to still another embodiment of the present invention, in which a light-collecting function unit of still another mode is formed on a light-emitting surface of a light guide.

【図19】図2に示される光反射シートに形成された基
本ユニットの平行直線状で且つ平坦な傾斜反射面を部分
的に拡大し、傾斜した反射面の傾斜角度を示す断面図で
ある。
19 is a cross-sectional view showing a parallel linear and flat inclined reflecting surface of the basic unit formed on the light reflecting sheet shown in FIG. 2 in a partially enlarged manner, and showing an inclination angle of the inclined reflecting surface.

【図20】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された更に他の態様の光反射シートの部分的な平面
図及び20b−20b線で切断して示す断面図である。
FIG. 20 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, wherein a plurality of basic units each having parallel ridge lines arranged in parallel and formed of parallel linear and concave inclined reflection surfaces are formed on the surface. It is the partial top view of the light reflection sheet of other aspect, and sectional drawing cut | disconnected and shown by 20b-20b line.

【図21】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された別な態様の光反射シートの部分的な平面図及
び21b−21b線で切断して示す断面図である。
FIG. 21 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, in which a plurality of basic units each having parallel ridge lines arranged in parallel and formed of parallel rectilinear and concave inclined reflection surfaces are formed on the surface. It is the partial top view of the light reflection sheet | seat of an aspect, and sectional drawing cut | disconnected and shown by 21b-21b line.

【図22】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された更に別な態様の光反射シートの部分的な平面
図及び22b−22b線で切断して示す断面図である。
FIG. 22 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, wherein a plurality of basic units each having a parallel linear and concave inclined reflection surface in which ridge lines are arranged in parallel are formed on the surface. It is the partial top view of the light reflection sheet of another aspect, and sectional drawing cut | disconnected and shown by 22b-22b line.

【図23】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、凹面鏡状に形成された基本ユニットが多数
表面に形成された更に他の態様の光反射シートの部分的
な平面図及び23b−23b線で切断して示す断面図で
ある。
FIG. 23 is a partial plan view of a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, which is a light reflection sheet of still another embodiment in which a plurality of basic units formed in a concave mirror shape are formed on the surface; It is sectional drawing cut | disconnected and shown by 23b-23b line.

【図24】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、尾根線が平行に配列した、平行直線状で且
つ凹状の傾斜反射面からなる基本ユニットが多数表面に
形成された更に他の態様の光反射シートの部分的な平面
図及び24b−24b線で切断して示す断面図である。
FIG. 24 is a light reflection sheet used in the surface light source device of the present invention, in which a plurality of basic units each having parallel ridges arranged in parallel and formed of parallel linear and concave inclined reflection surfaces are formed on the surface. It is the partial top view of the light reflection sheet of another aspect, and sectional drawing cut | disconnected and shown by 24b-24b line.

【図25】本発明の面光源装置に用いられる光反射シー
トであって、凹面鏡状に形成された基本ユニットが多数
表面に形成された更に他の態様の光反射シートの部分的
な平面図及び25b−25b線で切断して示す断面図で
ある。
FIG. 25 is a partial plan view of a light reflecting sheet used in a surface light source device according to another embodiment of the present invention, in which a plurality of basic units formed in the shape of a concave mirror are formed on the surface; It is sectional drawing cut | disconnected and shown by line 25b-25b.

【図26】図15に示される光反射シートに形成された
基本ユニットの凹状の傾斜反射面を部分的に拡大し、凹
状の傾斜反射面の傾斜角度を示す断面図である。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing a partially inclined concave reflecting surface of the basic unit formed on the light reflecting sheet shown in FIG. 15 and showing an inclination angle of the concave inclined reflecting surface;

【図27】面光源装置において光源配設近傍の導光体に
輝線が発生する状態を示す構成説明図である。
FIG. 27 is a configuration explanatory view showing a state in which a bright line is generated in the light guide near the light source arrangement in the surface light source device.

【図28】本発明の面光源装置の場合に光源配設近傍の
導光体に輝線が発生しづらいことを示す構成説明図であ
る。
FIG. 28 is a configuration explanatory view showing that it is difficult to generate a bright line in the light guide near the light source arrangement in the case of the surface light source device of the present invention.

【図29】本発明の面光源装置おいて点光源を用いる場
合における配置例を概略的に示す平面図である。
FIG. 29 is a plan view schematically showing an arrangement example when a point light source is used in the surface light source device of the present invention.

【図30】導光体の光入射面近傍を概略的に示す部分的
な断面図である。
FIG. 30 is a partial sectional view schematically showing the vicinity of a light incident surface of a light guide.

【図31】導光体への入射角度ψと屈折作用を受けた後
の導光体中への出射角度θとの関係を示す特性図であ
る。
FIG. 31 is a characteristic diagram showing a relationship between an incident angle へ to the light guide and an emission angle θ into the light guide after being subjected to a refraction action.

【図32】各光学系による出射光線の状態数密度を示す
特性図である
FIG. 32 is a characteristic diagram showing a state number density of an emitted light beam by each optical system.

【図33】従来型の面光源装置の一例における主要部を
概略的に示す断面図である。
FIG. 33 is a cross-sectional view schematically showing a main part of an example of a conventional surface light source device.

【図34】従来型の面光源装置の他の例における主要部
を概略的に示す断面図である。
FIG. 34 is a cross-sectional view schematically showing a main part of another example of the conventional surface light source device.

【図35】本発明の導光体の光束の方向選択性の測定法
を示す説明図である。
FIG. 35 is an explanatory view showing a method for measuring the direction selectivity of a light beam of the light guide of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 面光源装置 11 導光体 12 側端部(光入射面) 13 線状光源(冷陰極管) 14 リフレクタ 15 光出射面 16 光出射面とは反対側の面 17 導光体の法線 18 光反射シート 19 基本ユニット 19a 傾斜した反射面 19b 尾根線 20 基材 21 光取り出し機構(パターン) 22 凸状突起 23 断面三角形状の突起 24a 凹状のへこみ 24b 突出部 25 溝部 26 溝部 27 断面山形状の突起 28 導光体から光反射シート側へ向かう光線成分 29 光反射シートで変角された光線 30 導光体内において光反射シートの側に向かわない
光線成分 31 三角プリズムアレー 32 レンチキュラーレンズアレー 33 断面正弦波状凹凸アレー素子 34 波板状の凹凸 35 輝線 36 光拡散シート
REFERENCE SIGNS LIST 10 surface light source device 11 light guide 12 side end (light incident surface) 13 linear light source (cold cathode tube) 14 reflector 15 light emitting surface 16 surface opposite to light emitting surface 17 normal to light guide 18 Light reflection sheet 19 Basic unit 19a Inclined reflection surface 19b Ridge line 20 Base material 21 Light extraction mechanism (pattern) 22 Convex projection 23 Triangular projection 24a Concave dent 24b Projection 25 Groove 26 Groove 27 Cross section 27 Projection 28 Light ray component going from light guide to light reflection sheet side 29 Light ray deflected by light reflection sheet 30 Light ray component not going to light reflection sheet side in light guide 31 Triangular prism array 32 Lenticular lens array 33 Sectional sine Wavy irregularity array element 34 Corrugated irregularities 35 Bright lines 36 Light diffusion sheet

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一表面を光出射面とする導光体と、この
導光体に設けられた光取り出し機構と、前記導光体の側
端部に配設された光源と、前記導光体の前記光出射面と
対向する面側に配置された光反射シートとを含み、 前記光取り出し機構は前記導光体より出射する光線の少
なくとも65%以上を前記光反射シートの側に出射する
機構とされ、 前記光反射シートは傾斜した反射面からなるほぼ同一及
び/又はほぼ相似形の基本ユニットがピッチ5000μ
m以下にて多数配列して形成され、 前記導光体の少なくとも一方の表面には、波板状の凹凸
がピッチ500μm以下で設けられ、且つ前記波板状の
凹凸の尾根線は前記光源の配設された前記導光体側端部
にほぼ垂直な方向とされていることを特徴とする面光源
装置。
1. A light guide having one surface as a light exit surface, a light extraction mechanism provided on the light guide, a light source provided at a side end of the light guide, and the light guide. A light reflecting sheet disposed on a surface side of the body opposite to the light emitting surface, wherein the light extraction mechanism emits at least 65% or more of light rays emitted from the light guide toward the light reflecting sheet side. The light reflecting sheet has a substantially identical and / or substantially similar basic unit having an inclined reflecting surface and a pitch of 5000 μm.
m or less, and at least one surface of the light guide is provided with corrugated irregularities at a pitch of 500 μm or less, and the ridge line of the corrugated irregularities is the light source. A surface light source device, wherein the direction is substantially perpendicular to the light guide side end provided.
【請求項2】 前記波板状の凹凸は、頂角が60度以上
の三角プリズムアレーであり、且つ前記三角プリズムア
レーのピッチは300μm以下とされていることを特徴
とする請求項1に記載の面光源装置。
2. The corrugated plate-like unevenness is a triangular prism array having an apex angle of 60 degrees or more, and a pitch of the triangular prism array is 300 μm or less. Surface light source device.
【請求項3】 前記波板状の凹凸は、正弦波状であり、
且つ正弦波状をした前記波板状の凹凸のピッチは300
μm以下とされていることを特徴とする請求項1に記載
の面光源装置。
3. The corrugated plate-like unevenness has a sine wave shape,
And the pitch of the sinusoidal corrugated irregularities is 300
2. The surface light source device according to claim 1, wherein the distance is set to be equal to or less than μm.
【請求項4】 前記波板状の凹凸は、レンチキュラーレ
ンズ状であり、且つレンチキュラーレンズ状をした前記
波板状の凹凸のピッチは300μm以下とされているこ
とを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。
4. The corrugated plate-shaped unevenness is a lenticular lens shape, and the pitch of the lenticular lens shaped corrugated unevenness is 300 μm or less. Surface light source device.
【請求項5】 多数の前記基本ユニットを形成する傾斜
した前記各反射面が、相互に平行で且つ直線状に形成さ
れ、且つ前記各基本ユニットは、ピッチが3000μm
以下で配列され、更に前記反射面の傾斜角度が前記導光
体より前記光反射シートの方向に出射した光線を前記導
光体の法線方向に反射する角度とされていることを特徴
とする請求項1〜4のいずれかに記載の面光源装置。
5. The inclined reflecting surfaces forming a large number of the basic units are formed parallel to each other and linearly, and the basic units have a pitch of 3000 μm.
The light guide is arranged below, and the inclination angle of the reflection surface is an angle at which the light emitted from the light guide in the direction of the light reflection sheet is reflected in the normal direction of the light guide. The surface light source device according to claim 1.
【請求項6】 前記基本ユニットを形成する前記反射面
として最大径3000μm以下の凹面鏡状をした反射面
が用いられ、且つ前記反射面の傾斜角度は前記導光体よ
り前記光反射シートの方向に出射した光線を前記導光体
の法線方向に反射する角度とされていることを特徴とす
る請求項1〜4のいずれかに記載の面光源装置。
6. A reflecting surface having a concave mirror shape with a maximum diameter of 3000 μm or less is used as the reflecting surface forming the basic unit, and the angle of inclination of the reflecting surface is in the direction from the light guide to the light reflecting sheet. The surface light source device according to any one of claims 1 to 4, wherein the emitted light beam is reflected at an angle in a direction normal to the light guide.
【請求項7】 前記基本ユニットを構成する前記反射面
は、その断面形状が凹状であることを特徴とする請求項
1〜6のいずれかに記載の面光源装置。
7. The surface light source device according to claim 1, wherein the reflection surface constituting the basic unit has a concave cross-sectional shape.
【請求項8】 前記光反射シートの前記反射面は銀もし
くはアルミニウムのコート層からなり、且つ前記反射面
上には透明材質によるコート層が設けられていることを
特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の面光源装
置。
8. The light reflection sheet according to claim 5, wherein the reflection surface is made of a silver or aluminum coating layer, and a coating layer made of a transparent material is provided on the reflection surface. The surface light source device according to any one of the above.
【請求項9】 前記光反射シートの前記反射面は、拡散
反射性の白色材質からなることを特徴とする請求項5〜
7のいずれかに記載の面光源装置。
9. The light reflection sheet according to claim 5, wherein the reflection surface is made of a diffusely reflective white material.
8. The surface light source device according to any one of 7.
【請求項10】 前記透明材質によるコート層が光学薄
膜であることを特徴とする請求項8に記載の面光源装
置。
10. The surface light source device according to claim 8, wherein the coat layer made of the transparent material is an optical thin film.
【請求項11】 前記透明材質によるコート層が透明ビ
ーズコーティング層であることを特徴とする請求項8に
記載の面光源装置。
11. The surface light source device according to claim 8, wherein the coat layer made of the transparent material is a transparent bead coat layer.
【請求項12】 前記反射面にはマット処理が施されて
いることを特徴とする請求項8に記載の面光源装置。
12. The surface light source device according to claim 8, wherein a matting process is performed on the reflection surface.
【請求項13】 請求項1〜12のいずれかに記載の面
光源装置をバックライト光学系に用いたことを特徴とす
る液晶ディスプレイ装置。
13. A liquid crystal display device using the surface light source device according to claim 1 in a backlight optical system.
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