JP2004186121A

JP2004186121A - Surface light source device and light guide body used for it, and display device using these

Info

Publication number: JP2004186121A
Application number: JP2002355274A
Authority: JP
Inventors: Hironori Matsumoto; 浩紀松本
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-02
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: JP4212030B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light guide body in which the effective light-emitting region is expanded by preventing the generation of inclined light of a surface light source device and thereby, provide the surface light source device which is capable of giving a wider effective light-emitting region compared with the outside dimension. <P>SOLUTION: This is a plate-shape light guide body that has a light incidence end face 41 where the light emitted from a primary light source 2 enters, a light outgoing face 43 from which the light to be guided outgoes, and a rear face 44 on the opposite side of the light outgoing face 43. An inclined-light preventing function region 43-2 which is made of a rough surface having an average inclination angle larger than that of the surrounding main region 43-1 is provided on the light outgoing face 43 at the counter incidence corner near the crossing portion, where the counter incidence end face 42 on the opposite side of the light incidence end face 41 and the adjoining side end faces 45, 46 cross. A light outgoing mechanism made of a rough surface contributing to light emission from the light outgoing face 43 is formed on the main region 43-1. The inclined-light preventing function region 43-2 is formed outside of the effective light-emitting region of the light guide body. That corresponds to the effective light-emitting region F' of the surface light source device corresponding to the effective display region F"" of a liquid crystal display element LCD. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッジライト方式の面光源装置に関するものであり、特に、発光面のうちの一次光源とは反対側の隅部に該隅部の角度をほぼ二等分するように斜めに現れる高輝度部分である斜光の発生の防止を企図した面光源装置に関するものであり、更に、それに用いられる導光体であって、斜光発生の防止を企図した面光源装置用導光体に関するものであり、更にこれらを用いた表示装置に関するものである。本発明の面光源装置は、例えば、携帯用ノートパソコン等のモニターや液晶テレビやビデオ一体型液晶テレビ等の表示部として使用される液晶表示装置のバックライトに、或は、携帯電話機などの携帯型電子機器のディスプレイパネルや各種機器のインジケータとして使用される比較的小型の液晶表示装置のバックライトに、好適に適用される。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、液晶表示装置は、携帯用ノートパソコン等のモニターとして、あるいは液晶テレビやビデオ一体型液晶テレビ等の表示部として、更にはその他の種々の分野で広く使用されてきている。液晶表示装置は、基本的にバックライトと液晶表示素子とから構成されている。バックライトとしては、液晶表示装置のコンパクト化の観点からエッジライト方式のものが多用されている。従来、エッジライト方式のバックライトとしては、矩形板状の導光体の少なくとも１つの端面を光入射端面として用いて、該光入射端面に沿って直管型蛍光ランプなどの線状または棒状の一次光源を配置し、該一次光源から発せられた光を導光体の光入射端面から導光体内部へと導入し、該導光体の２つの主面のうちの一方である光出射面から出射させるものが広く利用されている。
【０００３】
また、近年、携帯電話機や携帯用ゲーム機などの携帯用電子機器あるいは各種電気機器また電子機器のインジケータなどの比較的小さな画面寸法の液晶表示装置について、小型化とともに消費電力の低減が要望されている。そこで、消費電力低減のために、エッジライト方式のバックライトの一次光源として、点状光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されている。ＬＥＤを一次光源として用いたエッジライト方式のバックライトとしては、例えば特開平７−２７０６２４号公報（特許文献２）に記載されているように、線状の一次光源を用いるものと同様な機能を発揮させるために、複数のＬＥＤを導光体の光入射端面に沿って一次元に配列している。このように複数のＬＥＤの一次元配列による一次光源を用いることにより、所要の光量と画面全体にわたる輝度分布の均一性とを得ることができる。
【０００４】
また、特公平７−２７１３７号公報（特許文献１）では、光出射面が粗面（マット面）の導光体を用い、多数のプリズム列を配列形成した面を有するプリズムシートを、そのプリズム列形成面が導光体側となるように（即ちプリズム列形成面が入光面となるように）導光体の光出射面上に配置し、エッジライト方式のバックライトの消費電力を抑えるとともに、輝度も極力犠牲にしないために出射光の分布を狭くする方法が提案されている。
【０００５】
ところで、エッジライト方式のバックライトにおいては、以上のような輝度及びその均一性の向上をもたらす技術的改善その他に基づき、消費電力を低減すべく一次光源を矩形状導光体の１つの辺に対応する端面にのみ対向するように配置しても、発光面の外側領域を除けば所要の発光機能を実現することは可能である。ここで、発光面の外側領域を除外したのは、次のような理由によるものである。
【０００６】
即ち、図１０を参照して説明するに、このようなバックライトにおいては、一次光源１０２から発せられ導光体１０４の光入射端面１４１から該導光体に入射した光は、光入射端面１４１と反対側の反入射端面１４２の方へと拡散しながら進行し、その導光過程で適度に光出射面１４３から出射する。ここで、特に反入射端面１４２及びそれに隣接する側端面１４５，１５６へと到達した光は、そこで反射され、この反射光は更に導光体１０４内を導光され、光出射面１４３から出射される。しかして、特にこれら端面１４２，１４５，１４６の交わる部分の近傍の導光体隅部においては、光入射端面１４２から到来する光に加えて上記反射光も集中して存在することになるので、ここでの光出射面１４３の輝度が部分的に高くなる輝度むらが生ずることがある。この輝度むらは、端面１４２，１４５のなす角度及び端面１４２，１４６のなす角度をそれぞれ略二等分するような斜め方向に延びた直線状の高輝度部分（斜光と称される）１００として、発現する。
【０００７】
導光体１０４の光出射面１４３から発せられ、不図示の光偏向素子により偏向されて、面光源装置の発光面から発せられる光は、液晶表示素子に入射されるのであるが、液晶表示素子を含む表示装置の表示画面は、面光源装置の発光領域より小さく、即ち該発光領域のうち外側の枠状部分（いわゆる額縁部分）を除く有効発光領域（導光体１０４の対応領域をＦで示す）に対応するのが一般的である。従って、面光源装置の発光領域から面状に発せられる光のうちの上記有効発光領域から発せられる光のみが最終的に表示に有効利用されることになる。このため、上記斜光１００が有効発光領域Ｆの外即ち額縁部分にあれば、実際上、斜光に基づく輝度むらの問題は生じない。
【０００８】
しかるに、近年、面光源装置の発光領域に対する有効発光領域の大きさをできるだけ大きくする（即ち額縁部分の幅をできるだけ狭くする）ことが要請されている。換言すれば、有効表示領域の大きさを維持しつつ面光源装置の小型化を図ることが要求されている。この要求に従えば、図１０に示されているように、斜光１００が有効発光領域Ｆ内に位置することになり、これが液晶表示装置の表示画像の品位を低下させる。従って、この斜光発生の防止が強く望まれている。
【０００９】
尚、特開２００２−２５８０５７号公報（特許文献３）には、エッジライト方式のバックライトにおいて、導光体の光入射端面側の隅部の輝度低下による輝度むらを解消するために、導光体の光出射面及びその反対側の裏面の少なくとも一方において、光入射端面側の隅部に平均傾斜角が他の領域より大きな領域を形成することが開示されている。しかしながら、これは、上記の斜光発生の防止を目的とするものではない。
【００１０】
本発明の目的は、以上のような従来技術の問題点に鑑み、面光源装置における斜光発生を防止して有効発光領域の拡大を可能にする導光体を提供することにある。更に、本発明の目的は、そのような導光体を使用することで外形寸法に比して広い有効発光領域が可能な面光源装置及びそれを用いた表示装置を提供することにある。
【００１１】
【特許文献１】
特公平７−２７１３７号公報
【特許文献２】
特開平７−２７０６２４号公報
【特許文献３】
特開２００２−２５８０５７号公報
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
一次光源から発せられる光を導光し、且つ前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面と導光される光が出射する光出射面と該光出射面の反対側の裏面とを有する板状の導光体であって、
前記光出射面及び前記裏面の少なくとも一方には、前記光入射端面の反対側の反入射端面と該反入射端面に隣接する側端面とが交わる部分の近傍の反入射隅部に、周囲の領域より大きな平均傾斜角を持つ斜光発生防止機能領域が設けられていることを特徴とする面光源装置用導光体、
が提供される。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記斜光発生防止機能領域は平均傾斜角が連続的に変化しているグラデーション領域を含む。本発明の一態様においては、前記グラデーション領域は前記反入射端面または前記側端面から離れるに従って平均傾斜角が連続的に低下する。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記斜光発生防止機能領域は前記反入射端面と前記側端面とが交わる部分から前記反入射端面及び前記側端面のそれぞれに沿って延びた略Ｌ字形状をなす。本発明の一態様においては、前記斜光発生防止機能領域は前記反入射隅部の１ｍｍ四方の領域を完全に含む。
【００１５】
本発明の一態様においては、前記光出射面及び前記裏面の少なくとも一方には、前記光出射面からの光出射に寄与する光出射機構が形成されている。本発明の一態様においては、前記光出射機構は粗面からなる。本発明の一態様においては、前記光出射機構の平均傾斜角は０．５〜８．０°の範囲内にある。本発明の一態様においては、前記斜光発生防止機能領域は前記光出射機構の形成されている前記光出射面または前記裏面に設けられている。本発明の一態様においては、前記斜光発生防止機能領域の少なくとも一部は前記周囲の領域より平均傾斜角が０．５°以上大きい。
【００１６】
また、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
上記面光源装置用導光体と、該導光体の前記光入射端面に隣接して配置された前記一次光源と、前記導光体の光出射面に隣接して配置されたシート状の光偏向素子とを備えており、前記光偏向素子は前記導光体の光出射面に対向して位置する入光面とその反対側の出光面とを有していることを特徴とする面光源装置、
が提供される。
【００１７】
本発明の一態様においては、前記光偏向素子は、前記入光面及び前記出光面の少なくとも一方に複数のプリズム列が並列して形成されている。本発明の一態様においては、前記光偏向素子のプリズム列のそれぞれは前記導光体の前記光入射端面と略平行の方向に直線状に延びている。
【００１８】
更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、上記面光源装置と、該面光源装置の前記光偏向素子の出光面上に配置されている表示素子とを備えていることを特徴とする表示装置が提供される。
【００１９】
本発明の一態様においては、前記表示素子の有効表示領域は前記面光源装置の発光領域より小さく且つ該発光領域に包含されるような対応関係にて配置されており、前記有効表示領域に対応する前記面光源装置の有効発光領域に対応する前記導光体の有効発光領域の外に前記斜光発生防止機能領域が形成されている。本発明の一態様においては、前記表示素子は液晶表示素子である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は本発明による面光源装置の一実施形態を示す分解斜視図である。尚、図１には、面光源装置と組み合わせて表示装置を構成する液晶表示素子も示されている。
【００２２】
図１に示されているように、本実施形態の面光源装置は、Ｙ方向に延びた線状の一次光源２と、該一次光源から発せられる光を導光する板状の導光体４と、光偏向素子６と、光反射素子８とを備えている。また、一次光源２はリフレクタ（反射器）１０を伴っている。
【００２３】
光偏向素子６の上面（出光面）により面光源装置の発光面が形成され、この発光面上に液晶表示素子ＬＣＤが配置される。液晶表示素子ＬＣＤは、筐体その他により画定される有効表示領域Ｆ”を有している。この有効表示領域Ｆ”に対応する面光源装置の発光面部分が有効発光領域Ｆ’である。この有効発光領域Ｆ’は発光領域から外周部（額縁部分）を除外した領域であり、ここかから出た光が有効表示領域Ｆ”を照射する。
【００２４】
導光体４は、ＸＹ面と平行に配置され、全体として矩形板状をなしている。導光体４は、４つの側端面を有しており、そのうちのＹＺ面と平行な１対の側端面の一方が光入射端面４１とされ、該光入射端面と対向するように一次光源２が隣接配置されている。導光体４のＹＺ面と平行な１対の側端面のうちの他方の側端面は反入射端面４２である。他の２つの側端面は、ＸＺ面と平行な１対の側端面４５，４６である。導光体４の光入射端面に略直交する２つの主面は、いずれもＺ方向と略直交するように配置されており、一方の主面である上面が光出射面４３とされており、他方の主面が裏面４４である。
【００２５】
図２に、一次光源２及び導光体４の平面図を示す。図１及び図２に示されているように、光出射面４３は、光出射制御機能構造（光出射機構と略称）としての粗面（マット面）からなる主領域４３−１、及び、反入射端面４２とそれに隣接する側端面４５，４６とが交わる部分の近傍の２つの反入射隅部に設けられた斜光発生防止機能領域４３−２とからなる。斜光発生防止機能領域４３−２は、周囲の主領域４３−１より大きな平均傾斜角を持つ粗面（マット面）からなる。主領域４３−１は、面光源装置の有効発光領域Ｆ’に対応する有効発光領域Ｆを包含している。有効発光領域Ｆから出射した光が有効発光領域Ｆ’に到達し、ここから出射する。
【００２６】
主領域４３−１のマット面の詳細については後述するが、主領域４３−１からは、光出射面４３の法線方向（Ｚ方向）及び光入射端面４１と直交するＸ方向の双方を含むＸＺ面内の分布において指向性のある光を出射させる。この出射光分布のピークの方向が光出射面となす角度は例えば１０°〜４０°であり、出射光分布の半値全幅は例えば１０°〜４０°である。
【００２７】
図１に示されているように、導光体４の光出射面４３と反対側の主面（裏面）４４には、光出射面４３からの出射光の一次光源２の延在方向と平行な面（例えばＹＺ面）内での指向性を制御するために、光入射端面４１に対して略垂直の方向（Ｘ方向）に互いに平行に延びる多数のレンズ列（縦プリズム列）４４ａが形成されている。該レンズ列４４ａとしては、プリズム列、レンチキュラーレンズ列、Ｖ字状溝等を用いることができるが、ＹＺ断面の形状が略三角形状のプリズム列を用いるのが好ましい。このプリズム列の頂角は、７０〜１１０°の範囲とすることが好ましい。これは、プリズム頂角をこの範囲とすることで、光出射面４３からの出射光を十分に集光させることができ、面光源装置としての輝度の一層の向上を図ることができるからである。即ち、プリズム頂角をこの範囲とすることで、出射光分布におけるピーク光を含みＸＺ面に垂直な面において出射光分布の半値全幅が３５〜５５°である集光された出射光を出射させることができ、面光源装置としての輝度を向上させることができる。特に、導光体４を作製する際のプリズム列形状の転写性の観点からは、プリズム列の深さが浅い形状で、輝度向上にも効果のある９０〜１１０°の頂角とすることが好ましく、より好ましくは９５〜１０５°の範囲である。
【００２８】
一方、輝度向上の観点からは、プリズム列の頂角を７０〜８０°とすることが好ましい。このようにプリズム列の頂角を比較的鋭角とすることによって、導光体４を作製する際のプリズム列形状の転写性は低下する傾向にあるため、プリズム列の頂部を適度の曲面とすることで転写性の低下を抑止することが好ましい。
【００２９】
また、レンズ列４４ａの配列ピッチＰ１は、例えば１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜８０μｍ、より好ましくは３０〜６０μｍである。なお、導光体４からの出射光のＹＺ面内での指向性を高めることがそれほど要求されない場合には、導光体裏面４４にレンズ列４４ａを形成しなくともよい。
【００３０】
なお、導光体４に形成される光出射機構としては、上記の様な光出射面４３に形成したマット面からなるものと併用して、導光体４の内部に光拡散性微粒子を混入分散することで形成したものを用いることができる。また、導光体４としては、図１に示される様な全体として一様な厚さ（光出射面４３の凹凸マット面の微細形状及び裏面４４のプリズム列形状を無視した場合の厚さ）の板状のものの他に、Ｘ方向に関して光入射端面４１から端面４２の方へと次第に厚さが小さくなる様なくさび状のもの等の種々の断面形状のものを使用することができる。
【００３１】
光偏向素子６は、導光体４の光出射面４３上に配置されている。光偏向素子６の２つの主面は、それぞれ全体としてＸＹ面と平行に位置する。２つの主面のうちの一方（導光体の光出射面４３側に位置する主面）は入光面６１とされており、他方が出光面６２とされている。出光面６２は、導光体４の光出射面４３と平行な平坦面とされている。入光面６１は、多数のプリズム列６１ａが互いに平行に配列されたプリズム列形成面とされている。
【００３２】
入光面６１のプリズム列６１ａは、一次光源２の方向と略平行のＹ方向に延び、互いに平行に形成されている。プリズム列６１ａの配列ピッチＰ２は、１０〜１００μｍの範囲とすることが好ましく、より好ましくは２０〜８０μｍ、さらに好ましくは３０〜７０μｍの範囲である。また、プリズム列６１ａの頂角は、４０〜８０°の範囲とすることが好ましく、より好ましくは４５〜７５°の範囲である。また、光偏向素子６の厚さは、例えば５０〜３００μｍである。
【００３３】
図３に、光偏向素子６による光偏向の様子を示す。この図は、ＸＺ面内での導光体４からのピーク出射光（出射光分布のピークに対応する光）の進行方向を示すものである。導光体４の光出射面４３から斜めに出射される光は、プリズム列６１ａの第１面へ入射し第２面により全反射されてほぼ出光面６２の法線の方向に出射する。また、ＹＺ面内では、上記のようなレンズ列４４ａの作用により出光面６２の法線の方向の輝度の向上を図ることができる。図３では、光出射面４３の主領域４３−１からの光出射が示されており、上記のように、この光出射は指向性光出射機構としてのマット面の作用によりＸＺ面内で高い指向性をもってなされる。
【００３４】
光偏向素子６は、導光体４からの出射光を目的の方向に偏向（変角）させる機能を果たすものであり、少なくとも一方の面に多数のレンズ単位が並列して形成されたレンズ面を有するレンズシート等を使用することができる。上記の様な指向性の高い光を出射する導光体４と組み合わせる場合には、レンズシートを使用することが特に好ましい。レンズシートに形成されるレンズ形状は、目的に応じて種々のものが使用され、例えば、プリズム形状、レンチキュラーレンズ形状、フライアイレンズ形状、波型形状等が挙げられる。中でも断面略三角形状の多数のプリズム列が並列に配置されたプリズムシートが特に好ましい。
【００３５】
導光体４及び光偏向素子６は、光透過率の高い合成樹脂から構成することができる。このような合成樹脂としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、環状ポリオレフィン樹脂が例示できる。特に、メタクリル樹脂が、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適である。このようなメタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチルが８０重量％以上であるものが好ましい。導光体４及び光偏光素子６の粗面の表面構造やプリズム列等の表面構造を形成するに際しては、透明合成樹脂板を所望の表面構造を有する型部材を用いて熱プレスすることで形成してもよいし、スクリーン印刷、押出成形や射出成形等によって成形と同時に形状付与してもよい。また、熱あるいは光硬化性樹脂等を用いて構造面を形成することもできる。更に、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、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等からなる透明フィルムあるいはシート等の透明基材上に、活性エネルギー線硬化型樹脂からなる粗面構造またレンズ列配列構造を表面に形成してもよいし、このようなシートを接着、融着等の方法によって別個の透明基材上に接合一体化させてもよい。活性エネルギー線硬化型樹脂としては、多官能（メタ）アクリル化合物、ビニル化合物、（メタ）アクリル酸エステル類、アリル化合物、（メタ）アクリル酸の金属塩等を使用することができる。
【００３６】
導光体４の光出射面４３の主領域４３−１及び斜光発生防止機能領域４３−２に形成するマット面のための転写パターンは、金型基材に対するガラスビーズなどのブラスト加工により形成することができ、このブラスト加工の条件を変えることで平均傾斜角の異なるマット面を得ることができる。
【００３７】
光反射素子８としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックシートを用いることができる。本発明においては、光反射素子８として反射シートに代えて、導光体４の裏面４４に金属蒸着等により形成された光反射層等を用いることも可能である。尚、導光体４の光入射端面として利用される端面以外の端面にも反射部材を付することが好ましい。
【００３８】
一次光源２には、一次光源２から発せられる光を少ないロスで導光体４の光入射端面４１へと導くためのリフレクタ１０が付されている。該リフレクタ１０としては、例えば、表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックフィルムを用いることができる。図示されているように、リフレクタ１０は、光反射素子８の端縁部外面から一次光源２の外面を経て光偏光素子６の出光面端縁部へと巻き付けられている。別法として、光源リフレクタ１０は、光偏光素子６を避けて、光反射素子８の端縁部外面から一次光源２の外面を経て導光体４の光出射面端縁部へと巻き付けることも可能である。
【００３９】
さて、本実施形態では、導光体４の光出射面４３の主領域４３−１のマット面は、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４による平均傾斜角θａが０．５°〜８．０°の範囲のものとすることが、上記指向性光出射に基づく輝度向上及び光出射面４３内での輝度均斉度の向上を図る点から好ましい。平均傾斜角θａは、さらに好ましくは０．５°〜５．０°の範囲であり、特に好ましくは１．０°〜３．０°の範囲である。
【００４０】
尚、本明細書において、平均傾斜角などの角度または方向の基準としてレンズ列の形成された裏面４４やマット面とされた光出射面４３などの面をとる場合には、それらに形成されているレンズ列構造や粗面構造の微細形状を度外視した平面をいうものとする。
【００４１】
導光体４の光出射面４３に形成されるマット面の平均傾斜角θａは、ＩＳＯ４２８７／１−１９８４に従って、触針式表面粗さ計を用いて粗面形状を測定し、測定方向の座標をｘとして、得られた傾斜関数ｆ（ｘ）から次の（３）式および（４）式を用いて求めることができる。ここで、Ｌは測定長さであり、Δａは平均傾斜角θａの正接である。
【００４２】
Δａ＝（１／Ｌ）∫_０ ^Ｌ｜（ｄ／ｄｘ）ｆ（ｘ）｜ｄｘ・・・（３）
θａ＝ｔａｎ^−１（Δａ）・・・（４）
さらに、導光体４の光出射面主領域４３−１は、その光出射率が０．５％〜５％の範囲にあるものが好ましく、より好ましくは１％〜３％の範囲である。これは、光出射率が０．５％より小さくなると導光体４から出射する光量が少なくなり十分な輝度が得られなくなる傾向にあり、光出射率が５％より大きくなると光源２近傍で多量の光が出射して、光出射面主領域４３−１内でのＹ方向における光の減衰が著しくなり、光出射面主領域４３−１での輝度の均斉度が低下する傾向にあるためである。このように導光体４の光出射面主領域４３−１の光出射率を０．５％〜５％とすることにより、光出射面主領域４３−１から出射するピーク光の角度が光出射面の法線に対し５０°〜８０°の範囲にあり、Ｘ方向を含み光出射面４３に垂直な面における出射光分布の半値全幅が１０°〜４０°であるような指向性の高い出射特性の光を導光体４から出射させることができ、その出射方向を光偏向素子６で効率的に偏向させることができ、高い輝度を有する面光源装置を提供することができる。
【００４３】
導光体４の光出射面主領域４３−１からの光出射率は次のように定義される。光出射面４３の光入射端面４１側での出射光の光強度（Ｉ_０）と該端面から距離Ｌの位置での出射光強度（Ｉ）との関係は、導光体４の厚さ（Ｚ方向寸法）をｔとすると、次の（５）式のような関係を満足する。
【００４４】
Ｉ＝Ｉ_０・α（１−α）^Ｌ／ｔ・・・（５）
ここで、定数αが光出射率であり、光出射面４３におけるＹ方向での単位長さ（導光体厚さｔに相当する長さ）当たりの導光体４から光が出射する割合（％）である。この光出射率αは、縦軸に光出射面４３からの出射光の光強度の対数と横軸に（Ｌ／ｔ）をプロットすることで、その勾配から求めることができる。
【００４５】
なお、導光体の光出射機構は、導光体４の光出射面主領域４３−１内で出射率が不均一分布となるように設けることもできる。例えば、光出射機能構造としてのマット面の表面粗さの光出射面主領域４３−１内での分布が不均一となるように粗面化処理を施すことによって出射率の不均一分布を形成することができる。
【００４６】
図４は、導光体４の部分拡大図であり、特に反入射隅部を示すものである。有効発光領域Ｆの外周縁と反入射端面４２及び側端面４５との間の距離（即ち額縁部分の幅）はｗ０である。斜光発生防止機能領域４３−２は、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ沿って延びた略Ｌ字形状をなしており、Ｘ方向に延びた部分及びＹ方向に延びた部分は、いずれも長さがＬで幅がｗである。但し、Ｘ方向に延びた部分とＹ方向に延びた部分とは、長さ及び幅が同一でなくともよい。幅ｗはｗ０と同一またはそれより小さいのが好ましいが、これに限定されることはなく、斜光発生防止機能領域４３−２の一部が有効発光領域Ｆ内に位置してもよい。ｗ０が１〜２ｍｍ程度の場合には、長さＬは例えば１〜１５ｍｍである。
【００４７】
斜光発生防止機能領域４３−２の平均傾斜角は、その周囲の主領域４３−１の部分の平均傾斜角より大きく、好ましくは０．５°以上大きい。斜光発生防止機能領域４３−２は、全体的に均一な平均傾斜角を持つものでもよいし、少なくとも一部に平均傾斜角が連続的に変化するグラデーション領域を含むものであってもよい。このグラデーション領域は、反入射端面４２または側端面４５，４６から離れるに従って平均傾斜角が連続的に低下するのが好ましく、特に主領域４３−１と接するように配置されその境界線の少なくとも一部において双方の領域の平均傾斜角が等しくなるようなものとすることができる。
【００４８】
斜光は反入射端面４２または側端面４５，４６からの反射光が導光体４内にて導光され光出射面４３から出射することで発生すると考えられるので、本発明では、比較的高い平均傾斜角を持ち従って比較的高い光出射率とされた斜光発生防止機能領域４３−２を設けることで、この反射光の出射が有効発光領域Ｆの外でなされるようにしている。このようにして、斜光の長さ（反入射端面４２と側端面４５，４６とが交わる位置から斜光の先端までの距離）を減少させ或いはその発生を阻止することで、額縁部分の幅ｗ０を小さくしても斜光が有効発光領域Ｆに存在しないようにすることができる。このような機能は反入射端面４２や側端面４５，４６に対して特別の処理たとえば光吸収剤の塗布や光拡散面となす加工などを施すことなしに発揮することができ、導光体製造の際に単に金型作製のブラスト処理などの条件を適宜設定することのみで実現可能である。このため、導光体成形に際して、側端面処理済のものとは異なり、金型からの取り出し操作が面倒になることはなく、また成形後の端面加工も不要であるなど、製造工程を複雑化させることがないという大きな利点がある。
【００４９】
図５〜７は、いずれも導光体４の部分拡大図であり、特に反入射隅部に設けられた斜光発生防止機能領域４３−２の変形例を示すものである。
【００５０】
図５の例では、斜光発生防止機能領域４３−２は、全体として略Ｌ字形状をなしているが、両端ほど幅が狭くなっている。斜光発生防止機能への高平均傾斜角領域の寄与の程度は、反入射端面４２と側端面４５，４６とが交わる位置から離れるに従って次第に低くなるので、両端ほど幅を細くしても実質的な機能低下はない。
【００５１】
図６の例では、斜光発生防止機能領域４３−２は、全体として略Ｌ字形状をなしているが、両端に先端ほど幅が狭くなっている長さＬ２の領域とし、それ以外は一定幅ｗで長さＬ１の領域としたものである。
【００５２】
図７の例では、斜光発生防止機能領域４３−２は、矩形状例えば正方形状である。このような形状であっても、斜光発生防止の機能を発揮することができる。この場合、斜光発生防止機能領域４３−２は反入射隅部の１ｍｍ四方の領域を完全に含むことが好ましい。
【００５３】
以上のような一次光源２、導光体４、光偏向素子６および光反射素子８からなる面光源装置の発光面（光偏光素子６の出光面６２）上に液晶表示素子ＬＣＤを配置することにより液晶表示装置が構成される。液晶表示装置は、図１における上方から液晶表示素子ＬＣＤを通して観察者により観察される。導光体４の光出射面４３に斜光発生防止機能領域４３−２を設けたことで、液晶表示素子ＬＣＤの有効表示領域Ｆ”に表示される画像には斜光の影響がなくなり、良好な品質での画像表示が可能である。
【００５４】
なお、光偏光素子６の出光面６２上に、光拡散素子を隣接配置することができる。この光拡散素子により、画像表示の品位低下の原因となるぎらつきや輝度斑などを抑止し、画像表示の品質を更に向上させることができる。光拡散素子は、光拡散材を混入したシート状のものとすることができ、光偏向素子６の出光面６２側にて該光偏向素子６に接合などにより一体化させてもよいし、光偏向素子６上に載置してもよい。
【００５５】
図８は本発明による面光源装置の他の一実施形態を示す斜視図である。この図において、上記図１及び図２におけると同様の機能を有する部材または部分等には同一の符号が付されている。
【００５６】
本実施形態では、一次光源２として、略点状の光源であるＬＥＤを複数個使用している。本実施形態では、リフレクタ１０は、有効発光領域Ｆ’以外の領域の光偏向素子６、導光体４及び光反射素子８の積層体の端面部並びにＬＥＤ２を覆うように配置されている。これにより、積層体の端面部から出射する光及びＬＥＤ２のケースから漏れ出す光をＸＹ面内において良好に拡散させて反射させ導光体４へと再入射させることができ、導光体光出射面４３の広い領域へと所要の強度の光を導くことができ、輝度の均斉度の向上に寄与することができる。
【００５７】
図９は本発明による面光源装置の更に別の実施形態を示す側面図である。図９において、図１、図２及び図８におけると同様の機能を有する部材または部分等には同一の符号が付されている。
【００５８】
本実施形態では、有効発光領域Ｆ’以外の領域の導光体４及び光反射素子８の積層体の端面部並びにＬＥＤ２を覆うようにして、光拡散性を有する反射シート１０が付設されている。その上に、光偏向素子６が配置されている。これによっても、図８の実施形態と類似の作用効果を得ることができる。
【００５９】
以上の実施形態では、ＬＥＤなどの点状一次光源を複数用いている。この場合、複数の点状光源は、それらから発せられる光の最大強度光の方向が互いに平行となるように配置するのが好ましい。
【００６０】
以上の実施形態では斜光発生防止機能領域及び光出射機構がいずれも光出射面４３に形成されているが、本発明においては斜光発生防止機能領域を裏面４４に形成することも可能であり、また光出射面４３及び裏面４４の双方に形成することも可能である。光出射機構についても同様である。但し、斜光発生防止機能領域と光出射機構とを同一の面に形成することが、導光体製造工程の効率化の観点からは好ましい。レンズ列４４ａの形成された面に斜光発生防止機能領域や光出射機構のためのマット面を形成する場合のこれらの平均傾斜角はレンズ列４４ａの延在方向に測定したもの（即ちレンズ列４４ａの形状による傾斜を含まないもの）である。
【００６１】
また、本発明の表示装置の表示素子は液晶表示素子に限定されず、たとえばロール状の透光性画像担持フィルムを走行させる形式の表示装置や、各種の標示のための透光性固定画像担持体であってもよい。
【００６２】
【実施例】
以下、本発明の実施例示す。尚、実施例において、平均傾斜角θａの測定は次のようにして行った。即ち、触針式表面粗さ計（東京精器社製サーフコム５７０Ａ型）にて、触針として１μｍＲ、５５゜円錐ダイヤモンド針（０１０−２５２８）を用いて、駆動速度０．０３ｍｍ／秒で、表面粗さを測定した。測定長は２ｍｍとした。抽出曲線の平均線の傾斜の補正を行った後、前記（１）式および（２）式に従ってその曲線を微分した曲線の中心線平均値を求めることで平均傾斜角θａの値を得た。
【００６３】
［実施例１］
鏡面仕上げをした２４０ｍｍ×３１０ｍｍのステンレススチール板（ＳＵＳ板）の表面を、ガラスビーズ（ポッターズバロティーニ社製Ｊ２２０）を用いて、ステンレススチール板から吹付けノズルまでの距離を３５ｃｍとし、吹付け圧力０．１ＭＰａで全面に第１のブラスト処理を行って粗面化した。次いで、ステンレススチール板の粗面化した表面の隣接する２つの隅部に対して、アルミナ粒子（昭和電工株式会社モランダムＡ４００）を用いて所定形状のブラスト用マスクを用いて、ステンレススチール板から吹付けノズルまでの距離を３５ｃｍとし、吹付け圧力０．３ＭＰａで第２のブラスト処理を行って、図６に示すような斜光発生防止機能領域４３−２の形状（Ｌ１＝５ｍｍ；Ｌ２＝５ｍｍ；ｗ＝１．２ｍｍ）に対応する領域のみを更に粗面化し、光出射面転写用の第１の金型を得た。
【００６４】
一方、裏面転写用の第２の金型は、鏡面仕上げの表面に対して頂角１００°で先端曲面（Ｒ／Ｐ１＝０．２に対応）を有するダイヤモンドバイトを用いて短手方向にピッチ５０μｍで多数のプリズム列を連続して切削することで作製した。
【００６５】
以上の第１の金型及び第２の金型を用いて射出成形を行い、長辺の長さが２９０ｍｍで短辺の長さが２１９ｍｍの長方形で、厚さが短辺に沿って２．０ｍｍから０．７ｍｍへと変化するくさび形状であり、一方の面（光出射面４３）が平均傾斜角１．５°の主領域４３−１と平均傾斜角４．０°の斜光発生防止機能領域４３−２とからなり、他方の面（裏面４４）が１００°の頂角を有する多数のプリズム列が並列した透明アクリル樹脂板を作製し、これを導光体４とした。
【００６６】
導光体の厚さ２．０ｍｍの長辺側端面に対向するようにして、該長辺に沿って冷陰極管を配置し、該冷陰極管の導光体光入射端面側の部分以外を覆う様に光源リフレクタを配置した。また、導光体の裏面側には光反射素子として光散乱反射シート（東レ社製Ｅ６０）を配置し、光出射面側には光偏向素子として頂角６５°でピッチ５０μｍのプリズム列が多数並列に形成されたプリズムシート（三菱レイヨン社製Ｍ１６５）を、そのプリズム列形成面が対向するように配置し、図１〜７に関して説明したような面光源装置を作製した。
【００６７】
得られた面光源装置の有効発光面Ｆ’（額縁部分の幅ｗ０はＸ方向１．８ｍｍでＹ方向１．６ｍｍ）を観察したところ、斜光は全く観察されず、全面にわたって輝度均斉度が極めて良好であった。有効発光面Ｆ’以外の額縁部分にのみ輝度むらが観察された。
【００６８】
［実施例２］
第１の金型を作製する際の第２のブラスト処理で吹付け圧力を０．２ＭＰａとし、斜光発生防止機能領域４３−２の平均傾斜角を３．４°としたこと以外は、実施例１と同様にして面光源装置を作製した。
【００６９】
得られた面光源装置の有効発光面Ｆ’（額縁部分の幅ｗ０はＸ方向１．８ｍｍでＹ方向１．６ｍｍ）を観察したところ、斜光は極僅かに観察されたが実用上全く支障のない程度であり、全面にわたって輝度均斉度が良好であった。有効発光面Ｆ’以外の額縁部分にのみ若干の輝度むらが観察された。
【００７０】
［実施例３］
第１の金型を作製する際の第２のブラスト処理で吹付け圧力を０．１ＭＰａとし、斜光発生防止機能領域４３−２の平均傾斜角を２．６°としたこと以外は、実施例１と同様にして面光源装置を作製した。
【００７１】
得られた面光源装置の有効発光面Ｆ’（額縁部分の幅ｗ０はＸ方向１．８ｍｍでＹ方向１．６ｍｍ）を観察したところ、斜光は僅かに観察されたが実用上支障のない程度であり、全面にわたって輝度均斉度が良好であった。有効発光面Ｆ’以外の額縁部分にも輝度むらは観察されなかった。
【００７２】
［実施例４］
第１のブラスト処理により粗面化したステンレススチール板の表面の隣接する２つの隅部に対して、所定形状のブラスト用マスクを用いて、ステンレススチール板から吹付けノズルまでの距離を３５ｃｍとし、吹付け圧力０．２ＭＰａで第２のブラスト処理を行って、図７に示すような斜光発生防止機能領域４３−２の形状（１ｍｍ四方）に対応する領域のみを更に粗面化し、光出射面転写用の第１の金型を得たこと以外は、実施例１と同様にして面光源装置を作製した。
【００７３】
得られた面光源装置の有効発光面Ｆ’（額縁部分の幅ｗ０はＸ方向１．８ｍｍでＹ方向１．６ｍｍ）を観察したところ、実施例２の場合に比べて幅広でぼんやりした斜光が観察されたが低コントラストで実用上支障のない程度であり、全面にわたって輝度均斉度が良好であった。有効発光面Ｆ’以外の額縁部分にも輝度むらは観察されなかった。
【００７４】
［比較例１］
第１の金型を作製する際の第２のブラスト処理を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして面光源装置を作製した。
【００７５】
得られた面光源装置の有効発光面Ｆ’（額縁部分の幅ｗ０はＸ方向１．８ｍｍでＹ方向１．６ｍｍ）を観察したところ、斜光がくっきりと観察され実用上支障があり、輝度均斉度が不良であった。有効表示領域Ｆ’‘内の額縁部分にも輝度むらが観察された。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、導光体の光出射面及び裏面の少なくとも一方の反入射隅部に、周囲の領域より大きな平均傾斜角を持つ斜光発生防止機能領域を設けることで、面光源装置における斜光発生を防止して有効発光領域を拡大することができ、外形寸法に比して広い有効発光領域が可能な面光源装置及びそれを用いた表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による面光源装置を示す分解斜視図である。
【図２】本発明による面光源装置の導光体及び一次光源を示す平面図である。
【図３】光偏向素子による光偏向の様子を示す図である。
【図４】導光体の部分拡大図である。
【図５】導光体の部分拡大図である。
【図６】導光体の部分拡大図である。
【図７】導光体の部分拡大図である。
【図８】本発明による面光源装置を示す斜視図である。
【図９】本発明による面光源装置を示す側面図である。
【図１０】斜光発生の説明図である。
【符号の説明】
２一次光源
４導光体
４１光入射端面
４２反入射端面
４３光出射面
４３−１主領域
４３−２斜光発生防止機能領域
４４裏面
４４ａレンズ列
４５，４６側端面
６光偏向素子
６１入光面
６１ａプリズム列
６２出光面
８光反射素子
１０リフレクタ
ＬＣＤ液晶表示素子
Ｆ，Ｆ’ 有効発光領域
Ｆ” 有効表示領域[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an edge light type surface light source device, and in particular, to a high-angle surface which appears obliquely at a corner of a light emitting surface opposite to a primary light source so as to divide the angle of the corner approximately into two. The present invention relates to a surface light source device intended to prevent the generation of oblique light as a luminance portion, and further relates to a light guide used for the same, and to a light guide for a surface light source device intended to prevent the generation of oblique light. And a display device using the same. The surface light source device of the present invention can be used, for example, in a backlight of a liquid crystal display device used as a monitor of a portable notebook personal computer or the like or a display portion of a liquid crystal television or a video integrated liquid crystal television, or a portable light source such as a mobile phone. It is suitably applied to a backlight of a relatively small liquid crystal display device used as a display panel of a portable electronic device or an indicator of various devices.
[0002]
2. Description of the Related Art
In recent years, liquid crystal display devices have been widely used as monitors for portable notebook personal computers and the like, or as display units for liquid crystal televisions and video-integrated liquid crystal televisions, and in various other fields. A liquid crystal display device basically includes a backlight and a liquid crystal display element. As a backlight, an edge light type backlight is frequently used from the viewpoint of downsizing of a liquid crystal display device. Conventionally, as an edge-light type backlight, at least one end surface of a rectangular plate-shaped light guide is used as a light incident end surface, and a linear or rod-like linear fluorescent lamp or the like is formed along the light incident end surface. A primary light source is disposed, light emitted from the primary light source is introduced into the light guide from the light incident end face of the light guide, and a light emitting surface that is one of two main surfaces of the light guide. What emits light from is widely used.
[0003]
In recent years, portable electronic devices such as mobile phones and portable game machines or various electric devices and liquid crystal display devices having relatively small screen dimensions such as indicators of electronic devices have been demanded to be reduced in size and reduced in power consumption. I have. Therefore, in order to reduce power consumption, a light emitting diode (LED) which is a point light source is used as a primary light source of an edge light type backlight. An edge light type backlight using an LED as a primary light source has the same function as that using a linear primary light source as described in, for example, JP-A-7-270624 (Patent Document 2). A plurality of LEDs are arranged one-dimensionally along the light-incident end face of the light guide in order to exhibit the effect. By using a primary light source based on a one-dimensional array of a plurality of LEDs in this manner, it is possible to obtain a required light amount and uniformity of luminance distribution over the entire screen.
[0004]
In Japanese Patent Publication No. Hei 7-27137 (Patent Document 1), a prism sheet having a surface in which a large number of prism rows are arranged and formed using a light guide having a rough light emitting surface (mat surface) is used. It is arranged on the light emitting surface of the light guide so that the row forming surface is on the light guide side (that is, the prism row forming surface is on the light incident surface), and the power consumption of the edge light type backlight is suppressed. In addition, there has been proposed a method of narrowing the distribution of the emitted light so as not to sacrifice luminance as much as possible.
[0005]
By the way, in the backlight of the edge light type, the primary light source is placed on one side of the rectangular light guide to reduce power consumption based on the technical improvements and the like for improving the brightness and the uniformity as described above. Even if it is arranged so as to face only the corresponding end face, it is possible to realize the required light emitting function except for the area outside the light emitting surface. Here, the reason why the area outside the light emitting surface is excluded is as follows.
[0006]
That is, as described with reference to FIG. 10, in such a backlight, the light emitted from the primary light source 102 and incident on the light guide 104 from the light incident end face 141 of the light guide 104 is incident on the light incident end face 141. The light proceeds while diffusing toward the anti-incident end face 142 on the opposite side of the light-emitting end face 142, and is appropriately emitted from the light emitting face 143 in the light guiding process. Here, the light that has reached particularly the anti-incident end face 142 and the side end faces 145 and 156 adjacent thereto is reflected there, and the reflected light is further guided inside the light guide 104 and emitted from the light emitting face 143. You. In particular, in the corner of the light guide near the intersection of these end surfaces 142, 145, and 146, the reflected light is concentrated in addition to the light coming from the light incident end surface 142. Here, uneven brightness may occur in which the brightness of the light emitting surface 143 is partially increased. The luminance unevenness is defined as a linear high-luminance portion (referred to as oblique light) 100 extending in an oblique direction such that the angle formed by the end surfaces 142 and 145 and the angle formed by the end surfaces 142 and 146 are each approximately bisected. Express.
[0007]
Light emitted from the light exit surface 143 of the light guide 104, deflected by a light deflecting element (not shown), and emitted from the light emitting surface of the surface light source device enters the liquid crystal display element. Is smaller than the light emitting area of the surface light source device, that is, the effective light emitting area (corresponding area of the light guide 104 is F) except for the outer frame portion (so-called frame part) of the light emitting area. Generally). Therefore, only the light emitted from the effective light emitting region among the light emitted from the light emitting region of the surface light source device in a planar shape is finally effectively used for display. Therefore, if the oblique light 100 is outside the effective light emitting area F, that is, in the frame portion, the problem of uneven brightness due to the oblique light does not actually occur.
[0008]
However, in recent years, it has been demanded that the size of the effective light emitting area with respect to the light emitting area of the surface light source device be made as large as possible (that is, the width of the frame portion is made as small as possible). In other words, it is required to reduce the size of the surface light source device while maintaining the size of the effective display area. According to this request, as shown in FIG. 10, the oblique light 100 is located within the effective light emitting area F, which degrades the quality of the display image of the liquid crystal display device. Therefore, prevention of this oblique light generation is strongly desired.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-258057 (Patent Document 3) discloses an edge light type backlight in order to eliminate luminance unevenness due to a decrease in luminance at a corner on the light incident end face side of a light guide. It is disclosed that at least one of the light emitting surface and the opposite back surface of the body has a region where the average inclination angle is larger than other regions at the corner on the light incident end surface side. However, this is not intended to prevent the generation of the oblique light.
[0010]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light guide capable of preventing an oblique light from being generated in a surface light source device and expanding an effective light emitting area in view of the above-described problems of the related art. It is a further object of the present invention to provide a surface light source device capable of providing an effective light emitting area wider than the external dimensions by using such a light guide, and a display device using the same.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 7-27137
[Patent Document 2]
JP-A-7-270624
[Patent Document 3]
JP 2002-258057 A
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, as achieving the above objects,
It guides the light emitted from the primary light source, and has a light incident end surface on which the light emitted from the primary light source is incident, a light emission surface from which the guided light is emitted, and a back surface opposite to the light emission surface. A plate-shaped light guide,
At least one of the light exit surface and the back surface has a surrounding area at a counter incidence corner near a portion where a counter incidence end face opposite to the light incidence end face and a side end face adjacent to the counter incidence end face intersect. A light guide for a surface light source device, wherein an oblique light generation prevention function region having a larger average inclination angle is provided;
Is provided.
[0013]
In one embodiment of the present invention, the oblique light generation prevention function area includes a gradation area in which an average inclination angle is continuously changed. In one embodiment of the present invention, the average inclination angle of the gradation area continuously decreases as the distance from the counter-incident end face or the side end face increases.
[0014]
In one embodiment of the present invention, the oblique light generation prevention function region has a substantially L-shape extending from a portion where the opposite incident end surface and the side end surface intersect, along each of the opposite incident end surface and the side end surface. In one embodiment of the present invention, the oblique light generation preventing functional area completely includes a 1 mm square area at the opposite incident corner.
[0015]
In one aspect of the present invention, a light emission mechanism that contributes to light emission from the light emission surface is formed on at least one of the light emission surface and the back surface. In one embodiment of the present invention, the light emitting mechanism has a rough surface. In one aspect of the present invention, the average inclination angle of the light emitting mechanism is in a range of 0.5 to 8.0 °. In one aspect of the present invention, the oblique light generation prevention function region is provided on the light emitting surface or the back surface where the light emitting mechanism is formed. In one embodiment of the present invention, at least a part of the oblique light generation prevention function area has an average inclination angle larger than that of the surrounding area by 0.5 ° or more.
[0016]
Further, according to the present invention, as achieving the above objects,
The surface light source device light guide, the primary light source disposed adjacent to the light incident end face of the light guide, and sheet-shaped light disposed adjacent to the light exit surface of the light guide. A deflecting element, wherein the light deflecting element has a light incident surface facing the light exit surface of the light guide and a light exit surface opposite to the light exit surface. apparatus,
Is provided.
[0017]
In one aspect of the present invention, in the light deflection element, a plurality of prism rows are formed in parallel on at least one of the light entrance surface and the light exit surface. In one aspect of the present invention, each of the prism rows of the light deflecting element linearly extends in a direction substantially parallel to the light incident end face of the light guide.
[0018]
Further, according to the present invention, as the above-described object, the surface light source device and the display element arranged on the light exit surface of the light deflecting element of the surface light source device are provided. A display device is provided.
[0019]
In one embodiment of the present invention, the effective display area of the display element is smaller than the light emitting area of the surface light source device and is arranged in a correspondence such that it is included in the light emitting area, and corresponds to the effective display area. The oblique light generation preventing function area is formed outside the effective light emitting area of the light guide corresponding to the effective light emitting area of the surface light source device. In one embodiment of the present invention, the display element is a liquid crystal display element.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the surface light source device according to the present invention. FIG. 1 also shows a liquid crystal display element constituting a display device in combination with the surface light source device.
[0022]
As shown in FIG. 1, the surface light source device of the present embodiment includes a linear primary light source 2 extending in the Y direction, and a plate-like light guide 4 for guiding light emitted from the primary light source. And a light deflecting element 6 and a light reflecting element 8. The primary light source 2 has a reflector (reflector) 10.
[0023]
The light emitting surface of the surface light source device is formed by the upper surface (light emitting surface) of the light deflecting element 6, and the liquid crystal display element LCD is arranged on the light emitting surface. The liquid crystal display element LCD has an effective display area F "defined by a housing or the like. A light emitting surface portion of the surface light source device corresponding to the effective display area F" is an effective light emission area F '. The effective light-emitting region F 'is a region obtained by excluding the outer peripheral portion (frame portion) from the light-emitting region, and light emitted therefrom irradiates the effective display region F ".
[0024]
The light guide 4 is arranged parallel to the XY plane, and has a rectangular plate shape as a whole. The light guide 4 has four side end faces, of which one of a pair of side end faces parallel to the YZ plane is a light incident end face 41, and the primary light source 2 is opposed to the light incident end face. Are arranged adjacent to each other. The other side end face of the pair of side end faces parallel to the YZ plane of the light guide 4 is the anti-incident end face 42. The other two side end surfaces are a pair of side end surfaces 45 and 46 parallel to the XZ plane. The two main surfaces of the light guide 4 that are substantially perpendicular to the light incident end face are both disposed so as to be substantially perpendicular to the Z direction, and the upper surface, which is one of the principal surfaces, is a light exit surface 43. The other main surface is the back surface 44.
[0025]
FIG. 2 shows a plan view of the primary light source 2 and the light guide 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the light emitting surface 43 includes a main region 43-1 formed of a rough surface (mat surface) as a light emitting control function structure (abbreviated as a light emitting mechanism), and a light emitting surface 43-1. An oblique light generation prevention function area 43-2 is provided at two opposite incident corners near the intersection of the incident end face 42 and the side end faces 45 and 46 adjacent thereto. The oblique light prevention function region 43-2 is formed of a rough surface (mat surface) having an average inclination angle larger than that of the surrounding main region 43-1. The main region 43-1 includes an effective light emitting region F corresponding to the effective light emitting region F 'of the surface light source device. The light emitted from the effective light-emitting region F reaches the effective light-emitting region F 'and is emitted therefrom.
[0026]
Although the details of the mat surface of the main region 43-1 will be described later, the main region 43-1 includes both the normal direction (Z direction) of the light exit surface 43 and the X direction orthogonal to the light incident end surface 41. Light having directivity in a distribution in the XZ plane is emitted. The angle between the direction of the peak of the emitted light distribution and the light emitting surface is, for example, 10 ° to 40 °, and the full width at half maximum of the emitted light distribution is, for example, 10 ° to 40 °.
[0027]
As shown in FIG. 1, the main surface (back surface) 44 of the light guide 4 opposite to the light exit surface 43 is parallel to the direction in which the primary light source 2 extends from the light exit surface 43. In order to control the directivity in a simple plane (for example, a YZ plane), a large number of lens rows (vertical prism rows) 44a extending parallel to each other in a direction (X direction) substantially perpendicular to the light incident end face 41 are formed. Have been. As the lens array 44a, a prism array, a lenticular lens array, a V-shaped groove, or the like can be used, but it is preferable to use a prism array having a substantially triangular YZ cross section. The apex angle of this prism array is preferably in the range of 70 to 110 °. This is because, by setting the prism apex angle in this range, the light emitted from the light exit surface 43 can be sufficiently collected, and the luminance of the surface light source device can be further improved. . That is, by setting the prism apex angle in this range, the emitted light that is condensed and has a full width at half maximum of 35 to 55 ° on the plane perpendicular to the XZ plane including the peak light in the emitted light distribution is emitted. As a result, the brightness of the surface light source device can be improved. In particular, from the viewpoint of the transferability of the prism array shape when manufacturing the light guide 4, it is preferable that the prism array has a shallow depth and a vertex angle of 90 to 110 ° that is also effective in improving luminance. Preferably, it is in the range of 95 to 105 °.
[0028]
On the other hand, from the viewpoint of improving the brightness, it is preferable that the vertex angle of the prism row be 70 to 80 °. By making the apex angle of the prism array relatively acute as described above, the transferability of the shape of the prism array when manufacturing the light guide 4 tends to decrease, so that the apex of the prism array has an appropriate curved surface. Thus, it is preferable to suppress a decrease in transferability.
[0029]
The arrangement pitch P1 of the lens rows 44a is, for example, 10 to 100 μm, preferably 20 to 80 μm, and more preferably 30 to 60 μm. When it is not so required to enhance the directivity of the light emitted from the light guide 4 in the YZ plane, the lens array 44 a may not be formed on the back surface 44 of the light guide.
[0030]
As the light emitting mechanism formed on the light guide 4, light diffusing fine particles are mixed into the inside of the light guide 4 in combination with the above-mentioned light emitting mechanism formed on the light emitting surface 43. What was formed by dispersing can be used. The light guide 4 has a uniform thickness as a whole as shown in FIG. 1 (thickness when the fine shape of the uneven mat surface of the light emitting surface 43 and the prism array shape of the back surface 44 are ignored). In addition to the above-mentioned plate-shaped member, various cross-sectional members such as a wedge-shaped member having a gradually decreasing thickness from the light incident end surface 41 to the end surface 42 in the X direction can be used.
[0031]
The light deflecting element 6 is arranged on the light exit surface 43 of the light guide 4. The two main surfaces of the light deflecting element 6 are respectively positioned as a whole in parallel with the XY plane. One of the two main surfaces (the main surface located on the light exit surface 43 side of the light guide) is a light incident surface 61, and the other is a light exit surface 62. The light exit surface 62 is a flat surface parallel to the light exit surface 43 of the light guide 4. The light incident surface 61 is a prism array forming surface on which a number of prism arrays 61a are arranged in parallel with each other.
[0032]
The prism rows 61a of the light incident surface 61 extend in the Y direction substantially parallel to the direction of the primary light source 2, and are formed parallel to each other. The arrangement pitch P2 of the prism rows 61a is preferably in the range of 10 to 100 μm, more preferably 20 to 80 μm, and still more preferably 30 to 70 μm. Further, the apex angle of the prism array 61a is preferably in the range of 40 to 80 °, and more preferably in the range of 45 to 75 °. The thickness of the light deflecting element 6 is, for example, 50 to 300 μm.
[0033]
FIG. 3 shows how light is deflected by the light deflector 6. This figure shows the traveling direction of peak emission light (light corresponding to the peak of the emission light distribution) from the light guide 4 in the XZ plane. Light obliquely emitted from the light exit surface 43 of the light guide 4 enters the first surface of the prism array 61a, is totally reflected by the second surface, and exits almost in the direction of the normal to the light exit surface 62. In the YZ plane, the brightness in the direction of the normal to the light exit surface 62 can be improved by the action of the lens array 44a as described above. FIG. 3 shows light emission from the main region 43-1 of the light emission surface 43. As described above, this light emission is high in the XZ plane due to the action of the mat surface as the directional light emission mechanism. It is done with directivity.
[0034]
The light deflecting element 6 has a function of deflecting (deflecting) the light emitted from the light guide 4 in a target direction, and has a lens surface having a large number of lens units formed in parallel on at least one surface. And the like can be used. When combined with the light guide 4 that emits light having high directivity as described above, it is particularly preferable to use a lens sheet. Various lens shapes are used for the lens sheet depending on the purpose, and examples include a prism shape, a lenticular lens shape, a fly-eye lens shape, and a corrugated shape. Among them, a prism sheet in which a number of prism rows having a substantially triangular cross section are arranged in parallel is particularly preferable.
[0035]
The light guide 4 and the light deflecting element 6 can be made of a synthetic resin having a high light transmittance. Examples of such a synthetic resin include a methacrylic resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polyester resin, a vinyl chloride resin, and a cyclic polyolefin resin. In particular, methacrylic resin is optimal because of its high light transmittance, heat resistance, mechanical properties, and moldability. Such a methacrylic resin is a resin containing methyl methacrylate as a main component, and is preferably a resin having 80% by weight or more of methyl methacrylate. When forming the surface structure of the rough surface of the light guide 4 and the light polarizing element 6 and the surface structure such as the prism rows, the transparent synthetic resin plate is formed by hot pressing using a mold member having a desired surface structure. The shape may be provided simultaneously with the molding by screen printing, extrusion molding, injection molding, or the like. Further, the structural surface can also be formed by using a heat or light curable resin. Further, on a transparent substrate such as a transparent film or sheet made of a polyester resin, an acrylic resin, a polycarbonate resin, a vinyl chloride resin, a polymethacrylimide resin, etc., a rough surface structure made of an active energy ray-curable resin. Further, a lens array structure may be formed on the surface, or such a sheet may be joined and integrated on a separate transparent substrate by a method such as adhesion or fusion. As the active energy ray-curable resin, polyfunctional (meth) acrylic compounds, vinyl compounds, (meth) acrylates, allyl compounds, metal salts of (meth) acrylic acid, and the like can be used.
[0036]
The transfer pattern for the mat surface formed in the main area 43-1 and the oblique light generation prevention function area 43-2 of the light exit surface 43 of the light guide 4 is formed by blasting glass mold or the like on the mold base material. By changing the conditions of the blasting, it is possible to obtain mat surfaces having different average inclination angles.
[0037]
As the light reflection element 8, for example, a plastic sheet having a metal deposition reflection layer on the surface can be used. In the present invention, instead of the reflection sheet as the light reflection element 8, a light reflection layer or the like formed on the back surface 44 of the light guide 4 by metal evaporation or the like can be used. In addition, it is preferable to attach a reflection member to an end surface other than the end surface used as the light incident end surface of the light guide 4.
[0038]
The primary light source 2 is provided with a reflector 10 for guiding the light emitted from the primary light source 2 to the light incident end face 41 of the light guide 4 with a small loss. As the reflector 10, for example, a plastic film having a metal deposition reflection layer on the surface can be used. As shown, the reflector 10 is wound from the outer surface of the edge of the light reflecting element 8 to the outer surface of the primary light source 2 to the edge of the light emitting surface of the light polarizing element 6. Alternatively, the light source reflector 10 may be wound around the outer edge of the light reflecting element 8, through the outer surface of the primary light source 2, and around the outer edge of the light guide 4, avoiding the light polarizing element 6. It is possible.
[0039]
In the present embodiment, the mat surface of the main region 43-1 of the light exit surface 43 of the light guide 4 has an average inclination angle θa in the range of 0.5 ° to 8.0 ° according to ISO4287 / 1-1984. It is preferable to improve the brightness based on the emission of the directional light and to improve the brightness uniformity in the light emission surface 43. The average inclination angle θa is more preferably in the range of 0.5 ° to 5.0 °, and particularly preferably in the range of 1.0 ° to 3.0 °.
[0040]
In this specification, when a surface such as a back surface 44 on which a lens array is formed or a light emitting surface 43 which is a mat surface is used as a reference for an angle or a direction such as an average inclination angle, the surface is formed on those surfaces. It means a plane in which the fine shape of the lens array structure or the rough surface structure is ignored.
[0041]
The average inclination angle θa of the mat surface formed on the light exit surface 43 of the light guide 4 is measured in accordance with ISO 4287 / 1-1984 by using a stylus type surface roughness meter to measure the rough surface shape, and the coordinates in the measurement direction. Can be obtained from the obtained gradient function f (x) using the following equations (3) and (4). Here, L is the measured length, and Δa is the tangent of the average inclination angle θa.
[0042]
Δa = (1 / L) ∫₀ ^L| (D / dx) f (x) | dx (3)
θa = tan^-1(Δa) (4)
Furthermore, the light emission surface main region 43-1 of the light guide 4 preferably has a light emission rate in the range of 0.5% to 5%, more preferably 1% to 3%. This is because, when the light emission rate is smaller than 0.5%, the amount of light emitted from the light guide 4 tends to be small and sufficient luminance cannot be obtained. Is emitted, and the attenuation of light in the Y direction in the light emission surface main region 43-1 becomes remarkable, and the uniformity of luminance in the light emission surface main region 43-1 tends to decrease. is there. By setting the light emission rate of the light emission surface main region 43-1 of the light guide 4 to 0.5% to 5% in this manner, the angle of the peak light emitted from the light emission surface main region 43-1 is reduced. The directivity is in the range of 50 ° to 80 ° with respect to the normal line of the emission surface, and the directivity is high such that the full width at half maximum of the emission light distribution in the plane perpendicular to the light emission surface 43 including the X direction is 10 ° to 40 °. Light having emission characteristics can be emitted from the light guide 4, the emission direction can be efficiently deflected by the light deflecting element 6, and a surface light source device having high luminance can be provided.
[0043]
The light emission rate from the light emission surface main region 43-1 of the light guide 4 is defined as follows. The light intensity (I) of the outgoing light on the light incident end surface 41 side of the light exit surface 43₀ ) And the intensity of the emitted light (I) at a position at a distance L from the end face, the relation as expressed by the following equation (5) is obtained, where t is the thickness of the light guide 4 (dimension in the Z direction). To be satisfied.
[0044]
I = I₀ ・ Α (1-α)^{L / t} ... (5)
Here, the constant α is the light emission rate, and the ratio of light emission from the light guide 4 per unit length (length corresponding to the light guide thickness t) in the Y direction on the light emission surface 43 ( %). The light emission rate α can be obtained from the gradient by plotting the logarithm of the light intensity of the light emitted from the light emission surface 43 on the vertical axis and (L / t) on the horizontal axis.
[0045]
Note that the light emitting mechanism of the light guide may be provided so that the emission rate is non-uniformly distributed within the light emitting surface main region 43-1 of the light guide 4. For example, a non-uniform distribution of the emission rate is formed by performing a surface roughening process so that the distribution of the surface roughness of the mat surface as the light emission function structure in the main area 43-1 of the light emission surface becomes uneven. can do.
[0046]
FIG. 4 is a partially enlarged view of the light guide 4, and particularly shows an anti-incident corner. The distance (that is, the width of the frame portion) between the outer peripheral edge of the effective light emitting region F and the anti-incident end face 42 and the side end face 45 is w0. The oblique light generation prevention function area 43-2 has a substantially L-shape extending along the X direction and the Y direction, respectively, and each of the portion extending in the X direction and the portion extending in the Y direction has a length. L and width are w. However, the portion extending in the X direction and the portion extending in the Y direction do not have to have the same length and width. The width w is preferably equal to or smaller than w0, but is not limited thereto, and a part of the oblique light generation preventing function area 43-2 may be located in the effective light emitting area F. When w0 is about 1 to 2 mm, the length L is, for example, 1 to 15 mm.
[0047]
The average inclination angle of the oblique light generation prevention function area 43-2 is larger than the average inclination angle of the surrounding main area 43-1 and is preferably 0.5 ° or more. The oblique light generation preventing function area 43-2 may have a uniform average inclination angle as a whole, or may include at least a part of a gradation area in which the average inclination angle changes continuously. It is preferable that the average inclination angle of the gradation region decreases continuously as the distance from the anti-incident end surface 42 or the side end surfaces 45 and 46 increases. In particular, the gradation region is arranged so as to be in contact with the main region 43-1 and at least a part of the boundary line thereof. In this case, the average inclination angle of both regions can be made equal.
[0048]
The oblique light is considered to be generated by the reflected light from the anti-incident end face 42 or the side end faces 45 and 46 being guided in the light guide 4 and emitted from the light emitting face 43. By providing the oblique light generation prevention function area 43-2 having an inclination angle and thus having a relatively high light emission rate, the reflected light is emitted outside the effective light emitting area F. In this manner, by reducing the length of the oblique light (the distance from the position where the anti-incident end face 42 intersects the side end faces 45 and 46 to the tip of the oblique light) or preventing the occurrence of the oblique light, the width w0 of the frame portion is reduced. Even if the size is reduced, oblique light can be prevented from existing in the effective light emitting region F. Such a function can be exerted without applying special processing to the anti-incident end face 42 and the side end faces 45 and 46, for example, applying a light absorbing agent or forming a light diffusing surface. In this case, it can be realized only by appropriately setting conditions such as blast processing for mold production. For this reason, when molding the light guide, unlike the one that has been treated with the side end surface, the operation of taking out from the mold is not troublesome, and the end surface processing after molding is not necessary, which complicates the manufacturing process. There is a great advantage that it will not be done.
[0049]
5 to 7 are partially enlarged views of the light guide 4, particularly showing a modification of the oblique light generation preventing function area 43-2 provided at the opposite incident corner.
[0050]
In the example of FIG. 5, the oblique light generation prevention function area 43-2 has a substantially L-shape as a whole, but the width becomes narrower at both ends. The degree of the contribution of the high average inclination angle region to the oblique light generation preventing function gradually decreases as the distance from the intersection of the anti-incident end face 42 and the side end faces 45, 46 increases. There is no degradation.
[0051]
In the example of FIG. 6, the oblique light generation prevention function area 43-2 has a substantially L-shape as a whole, but has a length L2 having a width narrower toward both ends at both ends, and a fixed width otherwise. w is an area of length L1.
[0052]
In the example of FIG. 7, the oblique light generation prevention function area 43-2 has a rectangular shape, for example, a square shape. Even with such a shape, the function of preventing oblique light can be exhibited. In this case, it is preferable that the oblique light generation prevention function area 43-2 completely includes a 1 mm square area at the opposite incident corner.
[0053]
The liquid crystal display element LCD is disposed on the light emitting surface (light emitting surface 62 of the light polarizing element 6) of the surface light source device including the primary light source 2, the light guide 4, the light deflecting element 6, and the light reflecting element 8 as described above. Constitutes a liquid crystal display device. The liquid crystal display device is observed by an observer through the liquid crystal display element LCD from above in FIG. By providing the oblique light generation prevention function area 43-2 on the light emitting surface 43 of the light guide 4, the image displayed in the effective display area F ″ of the liquid crystal display element LCD is not affected by the oblique light, and good quality is obtained. Image display is possible.
[0054]
The light diffusing element can be arranged adjacent to the light exit surface 62 of the light polarizing element 6. With this light diffusing element, it is possible to suppress glare, uneven brightness, and the like that cause deterioration in image display quality, and to further improve the quality of image display. The light diffusing element may be formed in a sheet shape mixed with a light diffusing material, and may be integrated with the light deflecting element 6 on the light exit surface 62 side of the light deflecting element 6 by bonding or the like. It may be mounted on the deflection element 6.
[0055]
FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the surface light source device according to the present invention. In this figure, members or portions having the same functions as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
[0056]
In the present embodiment, as the primary light source 2, a plurality of LEDs which are substantially point-like light sources are used. In the present embodiment, the reflector 10 is disposed so as to cover the end surface of the light deflecting element 6, the light guide 4 and the light reflecting element 8 in the area other than the effective light emitting area F ′, and the LED 2. Thereby, the light emitted from the end face of the laminated body and the light leaked from the case of the LED 2 can be diffused well in the XY plane, reflected and re-entered into the light guide 4, and the light guide light can be emitted. Light of a required intensity can be guided to a wide area of the surface 43, which can contribute to an improvement in luminance uniformity.
[0057]
FIG. 9 is a side view showing still another embodiment of the surface light source device according to the present invention. 9, members or portions having the same functions as those in FIGS. 1, 2, and 8 are denoted by the same reference numerals.
[0058]
In the present embodiment, the light-diffusing reflection sheet 10 is provided so as to cover the end surface of the light guide 4 and the light reflection element 8 in the region other than the effective light-emitting region F ′ and the LED 2. . The light deflecting element 6 is disposed thereon. With this, the same operation and effect as the embodiment of FIG. 8 can be obtained.
[0059]
In the above embodiments, a plurality of point-like primary light sources such as LEDs are used. In this case, it is preferable that the plurality of point light sources are arranged such that the directions of the maximum intensity light of the light emitted from the plurality of point light sources are parallel to each other.
[0060]
In the above embodiment, both the oblique light generation preventing function area and the light emitting mechanism are formed on the light emitting surface 43. However, in the present invention, the oblique light generation preventing function area can be formed on the back surface 44, and It is also possible to form them on both the light exit surface 43 and the back surface 44. The same applies to the light emitting mechanism. However, it is preferable to form the oblique light generation prevention function region and the light emitting mechanism on the same surface from the viewpoint of increasing the efficiency of the light guide manufacturing process. In the case where the oblique light generation preventing function area and the mat surface for the light emitting mechanism are formed on the surface on which the lens array 44a is formed, the average inclination angle is measured in the extending direction of the lens array 44a (ie, the lens array 44a). Which does not include the inclination due to the shape of.
[0061]
The display device of the display device of the present invention is not limited to a liquid crystal display device. For example, a display device in which a roll-shaped translucent image-bearing film is run, or a translucent fixed image carrier for various kinds of markings. It may be a body.
[0062]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described. In the examples, the measurement of the average inclination angle θa was performed as follows. That is, with a stylus type surface roughness meter (Surfcom 570A type manufactured by Tokyo Seiki Co., Ltd.), a 1 μmR, 55 ° conical diamond needle (010-2528) was used as a stylus at a driving speed of 0.03 mm / sec. The surface roughness was measured. The measurement length was 2 mm. After correcting the inclination of the average line of the extracted curve, the value of the average inclination angle θa was obtained by calculating the center line average value of the curve obtained by differentiating the curve according to the above-mentioned equations (1) and (2).
[0063]
[Example 1]
The surface of a mirror-finished 240 mm × 310 mm stainless steel plate (SUS plate) was sprayed using glass beads (J220 manufactured by Potters Barotini) with the distance from the stainless steel plate to the spray nozzle set to 35 cm. First blasting was performed on the entire surface at a pressure of 0.1 MPa to roughen the surface. Then, two adjacent corners of the roughened surface of the stainless steel plate were blown from the stainless steel plate using a blast mask having a predetermined shape using alumina particles (Morundum A400, Showa Denko KK). The distance to the application nozzle was 35 cm, and the second blasting process was performed at a blowing pressure of 0.3 MPa to form the oblique light generation prevention function area 43-2 as shown in FIG. 6 (L1 = 5 mm; L2 = 5 mm; (w = 1.2 mm) was further roughened to obtain a first mold for transferring the light emitting surface.
[0064]
On the other hand, the second die for the backside transfer uses a diamond tool having a vertex angle of 100 ° with respect to the mirror-finished surface and a tip curved surface (corresponding to R / P1 = 0.2) to form a pitch in the transverse direction. It was manufactured by cutting a large number of prism rows continuously at 50 μm.
[0065]
Injection molding is performed using the above first and second molds, and a rectangle having a long side length of 290 mm and a short side length of 219 mm is formed along the short side. The wedge shape changes from 0 mm to 0.7 mm, and one surface (light emitting surface 43) has a main region 43-1 having an average inclination angle of 1.5 ° and an oblique light generation prevention function having an average inclination angle of 4.0 °. A transparent acrylic resin plate having a parallel arrangement of a large number of prism rows each having a region 43-2 and the other surface (back surface 44) having an apex angle of 100 ° was produced, and this was used as a light guide 4.
[0066]
A cold cathode tube is arranged along the long side so as to face the long side end surface of the light guide having a thickness of 2.0 mm, and a portion other than the light guide light incident end surface side of the cold cathode tube is provided. The light source reflector was arranged to cover. On the back side of the light guide, a light scattering / reflecting sheet (E60 manufactured by Toray Industries, Inc.) is disposed as a light reflecting element, and on the light emitting side, a large number of prism rows having a vertical angle of 65 ° and a pitch of 50 μm are provided as light deflecting elements. The prism sheets (M165, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) formed in parallel were arranged so that the prism row forming surfaces faced each other, and the surface light source device described with reference to FIGS.
[0067]
Observation of the effective light emitting surface F ′ (width w0 of the frame portion is 1.8 mm in the X direction and 1.6 mm in the Y direction) of the obtained surface light source device showed that no oblique light was observed and the luminance uniformity was extremely high over the entire surface. It was good. Brightness unevenness was observed only in the frame portion other than the effective light emitting surface F '.
[0068]
[Example 2]
Except that the spray pressure was set to 0.2 MPa and the average tilt angle of the oblique light generation preventing function area 43-2 was set to 3.4 ° in the second blasting process when manufacturing the first mold. In the same manner as in Example 1, a surface light source device was manufactured.
[0069]
Observation of the effective light-emitting surface F '(width w0 of the frame portion of 1.8 mm in the X direction and 1.6 mm in the Y direction) of the obtained surface light source device showed that oblique light was observed only slightly, but did not hinder practical use at all. The brightness uniformity was good over the entire surface. Slight luminance unevenness was observed only in the frame portion other than the effective light emitting surface F '.
[0070]
[Example 3]
Except that the spray pressure was set to 0.1 MPa and the average inclination angle of the oblique light generation preventing function area 43-2 was set to 2.6 ° in the second blasting process when producing the first mold. In the same manner as in Example 1, a surface light source device was manufactured.
[0071]
Observation of the effective light-emitting surface F ′ (the width w0 of the frame portion was 1.8 mm in the X direction and 1.6 mm in the Y direction) of the obtained surface light source device showed that oblique light was slightly observed but did not hinder practical use. And the luminance uniformity was good over the entire surface. No luminance unevenness was observed in the frame other than the effective light emitting surface F '.
[0072]
[Example 4]
For two adjacent corners of the surface of the stainless steel plate roughened by the first blast treatment, the distance from the stainless steel plate to the spray nozzle was set to 35 cm using a blast mask of a predetermined shape, A second blasting process is performed at a spray pressure of 0.2 MPa to further roughen only an area corresponding to the shape (1 mm square) of the oblique light generation prevention function area 43-2 as shown in FIG. A surface light source device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a first mold for transfer was obtained.
[0073]
Observation of the effective light-emitting surface F ′ of the obtained surface light source device (the width w0 of the frame portion was 1.8 mm in the X direction and 1.6 mm in the Y direction) revealed that the oblique light was wider and blurred compared to the case of the second embodiment. It was observed that the contrast was low and there was no problem in practical use, and the brightness uniformity was good over the entire surface. No luminance unevenness was observed in the frame other than the effective light emitting surface F '.
[0074]
[Comparative Example 1]
A surface light source device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the second blasting process when manufacturing the first mold was not performed.
[0075]
Observation of the effective light-emitting surface F ′ (the width w0 of the frame portion is 1.8 mm in the X direction and 1.6 mm in the Y direction) of the obtained surface light source device clearly shows oblique light, which has a problem in practical use. The degree was poor. Brightness unevenness was also observed in the frame portion in the effective display area F '#.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at least one of the light exit surface and the back surface of the light guide, at the opposite incident corner, the oblique light generation prevention function region having an average inclination angle larger than the surrounding region is provided. In addition, the present invention provides a surface light source device capable of preventing an oblique light from being generated in a surface light source device and expanding an effective light emitting region, and having a wider effective light emitting region than an external dimension, and a display device using the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a surface light source device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a light guide and a primary light source of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a state of light deflection by a light deflection element.
FIG. 4 is a partially enlarged view of a light guide.
FIG. 5 is a partially enlarged view of a light guide.
FIG. 6 is a partially enlarged view of a light guide.
FIG. 7 is a partially enlarged view of a light guide.
FIG. 8 is a perspective view showing a surface light source device according to the present invention.
FIG. 9 is a side view showing a surface light source device according to the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of oblique light generation.
[Explanation of symbols]
2 Primary light source
4 Light guide
41 Light incident end face
42 Anti-incident end face
43 Light exit surface
43-1 Main area
43-2 Oblique Light Prevention Function Area
44 back
44a lens array
45, 46 side end face
6 Optical deflection element
61 Light incident surface
61a prism row
62 Light emitting surface
8 Light reflection element
10 Reflector
LCD liquid crystal display
F, F 'Effective light emitting area
F ”Effective display area

Claims

It guides light emitted from the primary light source, and has a light incident end surface on which light emitted from the primary light source enters, a light exit surface from which the guided light exits, and a back surface opposite to the light exit surface. A plate-shaped light guide,
At least one of the light exit surface and the back surface has a surrounding area at a counter incidence corner near a portion where a counter incidence end face opposite to the light incidence end face and a side end face adjacent to the counter incidence end face intersect. A light guide for a surface light source device, characterized in that an oblique light generation prevention function region having a larger average inclination angle is provided.

The light guide for a surface light source device according to claim 1, wherein the oblique light generation prevention function area includes a gradation area in which an average inclination angle is continuously changed.

The light guide for a surface light source device according to claim 2, wherein the gradation area has an average inclination angle that continuously decreases as the gradation area moves away from the anti-incident end face or the side end face.

2. The oblique light generation prevention function area has a substantially L-shape extending from the intersection of the opposite incident end face and the side end face along each of the opposite incident end face and the side end face. The light guide for a surface light source device according to any one of claims 1 to 3.

The light guide for a surface light source device according to any one of claims 1 to 4, wherein the oblique light generation prevention function area completely includes a 1 mm square area at the opposite incident corner.

The surface according to claim 1, wherein a light emission mechanism that contributes to light emission from the light emission surface is formed on at least one of the light emission surface and the back surface. Light guide for light source device.

The light guide for a surface light source device according to claim 6, wherein the light emitting mechanism has a rough surface.

The light guide for a surface light source device according to any one of claims 6 to 7, wherein an average inclination angle of the light emitting mechanism is in a range of 0.5 to 8.0 °.

The surface light source device guide according to any one of claims 6 to 8, wherein the oblique light generation prevention function area is provided on the light emission surface or the back surface where the light emission mechanism is formed. Light body.

The light guide for a surface light source device according to any one of claims 1 to 9, wherein at least a part of the oblique light generation prevention function area has an average inclination angle larger than the surrounding area by 0.5 ° or more. .

The light guide for a surface light source device according to claim 1, the primary light source disposed adjacent to the light incident end face of the light guide, and a light exit surface of the light guide. A sheet-like light deflecting element disposed adjacent to the light guide, wherein the light deflecting element has a light incident surface located opposite to a light exit surface of the light guide and a light exit surface opposite thereto. A surface light source device characterized in that:

The surface light source device according to claim 11, wherein the light deflecting element has a plurality of prism rows formed in parallel on at least one of the light incident surface and the light exit surface.

13. The surface light source device according to claim 12, wherein each of the prism rows of the light deflecting element linearly extends in a direction substantially parallel to the light incident end face of the light guide.

A display device comprising: the surface light source device according to any one of claims 11 to 13; and a display element disposed on a light exit surface of the light deflecting element of the surface light source device.

The effective display area of the display element is smaller than the light emitting area of the surface light source device and is arranged in such a relationship as to be included in the light emitting area, and the effective light emission of the surface light source device corresponding to the effective display area is provided. The display device according to claim 14, wherein the oblique light generation prevention function area is formed outside an effective light emission area of the light guide corresponding to the area.

The display device according to claim 14, wherein the display element is a liquid crystal display element.