JP2005158427A - Surface light source device and display device using it - Google Patents

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JP2005158427A JP2003394108A JP2003394108A JP2005158427A JP 2005158427 A JP2005158427 A JP 2005158427A JP 2003394108 A JP2003394108 A JP 2003394108A JP 2003394108 A JP2003394108 A JP 2003394108A JP 2005158427 A JP2005158427 A JP 2005158427A
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Toshihiko Kuriyama
俊彦 栗山
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Yuka Denshi Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface light source device having a high luminance used abundantly for a liquid crystal device. <P>SOLUTION: This is a surface light source device which has a light guide body having a light incident surface and a light outgoing surface, a light source provided opposed to the light incident surface, and a light focusing member arranged on the light outgoing surface of the light guide body. A light extraction mechanism of a projection shape in which the relation of the width W and the height H is H/W=0.1-1.5 in the advancing direction of the light from the light source is installed at the light outgoing surface of the light guide body with a pitch of 2H-8H, and the focusing member is constructed of a prism array in which a prism with its apex angle facing the light outgoing surface is arranged with a pitch of 1-500 μm, and the longitudinal direction of the prism array is arranged at right angles to the principally advancing direction of the light from the light source, and the apex angle is 20-48° against the normal line in the angle opposite side to the light source. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は面光源装置及びそれを用いた表示装置に関する。   The present invention relates to a surface light source device and a display device using the same.

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)装置が多用されている。このような透過型液晶表示装置では、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)が設けられている。この面光源装置は、例えば冷陰極放電管等の線状光源と、この線状光源から発せられる光を面状の光に変換する機構とから構成される。   2. Description of the Related Art A transmissive liquid crystal display (display) device is frequently used as a display device such as a monitor for a personal computer or a thin TV. In such a transmissive liquid crystal display device, a planar illumination device, that is, a backlight (surface light source device) is usually provided on the back surface of the liquid crystal element. This surface light source device includes a linear light source such as a cold cathode discharge tube and a mechanism for converting light emitted from the linear light source into planar light.

具体的には、液晶素子の背面直下に光源を設ける方法(直下方式)や、アクリル板等の透光性の導光体の側面に光源を設置し、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)が代表的である。特に薄型化が重要な用途では、サイドライト方式が極めて有効であり、数多く実用に供されている。このサイドライト方式については、例えば特許文献1、特許文献2に開示されている。   Specifically, a method of providing a light source directly under the back surface of the liquid crystal element (direct method), or a light source is installed on the side surface of a light-transmitting light guide such as an acrylic plate, and light is applied in a planar shape using the light guide. A method of obtaining a surface light source by converting (side light method) is representative. Especially in applications where thinning is important, the sidelight system is extremely effective and has been put into practical use. About this sidelight system, it is indicated by patent documents 1 and patent documents 2, for example.

高輝度の面光源装置を実現するため、さまざまな構成が提案されているが、起動工場のための代表的な構成として、導光体から出射する光の向きを揃える集光シートを用いる構成が知られている。   Various configurations have been proposed to realize a high-luminance surface light source device, but a configuration using a condensing sheet that aligns the direction of light emitted from the light guide as a typical configuration for a startup factory. Are known.

このような従来のサイドライト方式面光源装置の構成例を図5(a)を用いて説明する。透光性の平板からなる基板即ち導光体1の一側端には、側端面1aに対向し、かつ略平行となるよう線状光源2が設けられる。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からの直接光とリフレクタで反射された反射光とが側端面(光入射面)1aから導光体1に入射するように構成される。   A configuration example of such a conventional sidelight type surface light source device will be described with reference to FIG. A linear light source 2 is provided at one side end of the light-transmitting substrate, that is, the light guide 1 so as to face the side end face 1a and be substantially parallel. A reflector 3 is attached so as to cover the linear light source 2 so that direct light from the linear light source 2 and reflected light reflected by the reflector are incident on the light guide 1 from the side end surface (light incident surface) 1a. Configured.

そして、導光体1の一表面1bは光出射面とされ、この光出射面1bの上には鋸歯状の断面を有するプリズムアレー4からなる集光シート(プリズムシート)5が頂角を観察者側に向けて配置される。また、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6a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。さらに、導光板1の面1c側には、この面1cに近接して反射シート7が設けられるのが一般的である。   One surface 1b of the light guide 1 is a light emitting surface, and a light collecting sheet (prism sheet) 5 comprising a prism array 4 having a sawtooth cross section is observed on the light emitting surface 1b. It is arranged toward the person side. A light extraction mechanism 6 is provided on the surface 1c of the light guide 1 opposite to the light exit surface 1b. The light extraction mechanism 6 is formed by printing a large number of dots 6a in a predetermined pattern using light scattering ink. Further, a reflection sheet 7 is generally provided on the surface 1c side of the light guide plate 1 in proximity to the surface 1c.

また、この種の面光源装置の別な代表例を図5(b)に示す。図5(b)において、図5(a)と同じ機能を有する要素には同じ参照数字を付し、重複する説明は省略する。図5(b)に示す構成では、集光シート5が、図5(a)の構成とは逆に、頂角を導光体1の光出射面1b側に向けて光出射面1b上に設けられること、導光体1の面1c表面には、印刷によるドットではなく、導光板1を粗面加工することによって形成された多数の粗面パターン6bが光取り出し機構として設けられること以外は図5(a)の構成と等しい。集光シートの頂角を導光体側に向けて配置する構成については、例えば特許文献3にも開示されている。   Another representative example of this type of surface light source device is shown in FIG. 5B, elements having the same functions as those in FIG. 5A are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the configuration shown in FIG. 5B, the condensing sheet 5 is opposite to the configuration in FIG. 5A on the light emitting surface 1 b with the apex angle facing the light emitting surface 1 b side of the light guide 1. Except that the surface 1c surface of the light guide 1 is provided with a large number of rough surface patterns 6b formed by roughening the light guide plate 1 instead of printing dots as a light extraction mechanism. The configuration is the same as that shown in FIG. About the structure which arrange | positions the apex angle of a condensing sheet | seat toward the light guide body side, it is disclosed also by patent document 3, for example.

これまでの検討から、集光シートを用いる場合、導光体の光出射面側に頂角を向けた三角プリズムアレーを用い、照明光を正面方向に変角、集光して面光源を得る図5(b)の形態の方が高性能な面光源装置が得られることが知られている。   From previous studies, when using a condensing sheet, a triangular prism array with the apex angle directed to the light exit surface side of the light guide is used, and the illumination light is deflected and condensed in the front direction to obtain a surface light source. It is known that a surface light source device with higher performance can be obtained with the configuration of FIG.

特開昭61−99187号公報JP-A-61-99187 特開昭63−62104号公報JP 63-62104 A 特開平2−17号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-17

集光シートの利用を初めとした高輝度化への試みにより、面光源装置の性能も年々向上しているが、高輝度化への要求は依然として根強いものがある。その一方で表示装置の所謂狭額縁化や薄型化などの要求も高まり、面光源装置に対しても更なる薄型化や小型化が要求されている。その結果、利用できる光源の径も小さくなる方向にあり、光源から出射した光線をより効率的に使用する必要性がますます高まっている。   Although the performance of the surface light source device has been improved year by year through attempts to increase the brightness, including the use of a light collecting sheet, there is still a strong demand for higher brightness. On the other hand, demands for so-called narrowing and thinning of display devices are increasing, and further reduction in thickness and size of surface light source devices are required. As a result, the diameter of the light source that can be used is also decreasing, and the need to use light emitted from the light source more efficiently is increasing.

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、より高輝度な面光源装置を実現することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to realize a surface light source device with higher luminance.

すなわち、本発明の要旨は、光入射面と光出射面を有する導光体と、光入射面に対向して設けられる光源と、導光体の光出射面上に配置される集光部材とを有する面光源装置であって、導光体の、光出射面には、光源からの光が主に進行する方向における幅Wと、高さHとの関係H/W=0.1〜1.5である突起状の光取り出し機構がピッチ2H〜8Hで設けられ、集光部材が、頂角を光出射面に向けたプリズムがピッチ1〜500μmで配列されたプリズムアレーから構成され、当プリズムアレーの長さ方向が光源からの光が主に進行する方向に直交するように配置されるとともに、頂角が、法線に対して光源と反対側の角度で20〜48°であることを特徴とする面光源装置に存する。   That is, the gist of the present invention is that a light guide having a light incident surface and a light output surface, a light source provided to face the light incident surface, and a condensing member disposed on the light output surface of the light guide. The light emitting surface of the light guide has a relationship between the width W and the height H in the direction in which light from the light source mainly travels H / W = 0.1-1. Is formed with a prism array in which prisms whose apex angles are directed to the light exit surface are arranged at a pitch of 1 to 500 μm. The prism array is arranged so that the length direction of the prism array is orthogonal to the direction in which light from the light source mainly travels, and the apex angle is 20 to 48 ° at an angle opposite to the light source with respect to the normal line. It exists in the surface light source device characterized by these.

また、本発明の別の要旨は、本発明の面光源装置を用いた表示装置に存する。   Another gist of the present invention resides in a display device using the surface light source device of the present invention.

このような構成により、本発明による面光源装置は高い輝度を実現することが可能となり、液晶表示装置等の表示装置に好適に利用可能である。   With such a configuration, the surface light source device according to the present invention can achieve high luminance, and can be suitably used for a display device such as a liquid crystal display device.

以下、図面を参照して本発明をその好適な実施形態に基づき詳細に説明する。
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。本実施形態において面光源装置は、略長方形状の導光体1と、導光体1の平行な一対の端面に対向して配置された線状光源21及び22と、集光シート5及び反射シート7から構成される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an embodiment of a surface light source device according to the present invention. In the present embodiment, the surface light source device includes a substantially rectangular light guide 1, linear light sources 21 and 22 arranged to face a pair of parallel end faces of the light guide 1, a condensing sheet 5, and a reflection. It is composed of a sheet 7.

線状光源21及び22には一般的には小型化の容易な冷陰極管が用いられるが、これに限定されるものではなく、熱陰極管、LED、EL素子等の光源も用いることが可能である。   The linear light sources 21 and 22 are generally cold-cathode tubes that are easily reduced in size, but are not limited thereto, and light sources such as hot-cathode tubes, LEDs, and EL elements can also be used. It is.

また、線状光源21及び22の配置並びに数も任意であり、例えばいずれか一方の光源のみを配置したり、或いは導光体1の残り一対の端面に対向して更に光源を配置したりすることが可能である。   Further, the arrangement and number of the linear light sources 21 and 22 are also arbitrary. For example, only one of the light sources is arranged, or a light source is further arranged facing the remaining pair of end surfaces of the light guide 1. It is possible.

なお、図1においては説明を簡単にするため省略してあるが、実際には線状光源21及び22の周囲にはランプリフレクタが配置され、光源から出射した光線を出来るだけ無駄なく導光体1の端面(光入射面)に入射させている。ランプリフレクタに用いられる材質は光線反射率の高いものであれば特に限定はされないが、例えば、Ag蒸着層を有する金属板、白色のプラスチックフィルム等が好適に用いられる。   Although omitted in FIG. 1 for the sake of simplicity of description, a lamp reflector is actually disposed around the linear light sources 21 and 22 so that light emitted from the light source can be guided as efficiently as possible. 1 is incident on an end surface (light incident surface). The material used for the lamp reflector is not particularly limited as long as it has a high light reflectance. For example, a metal plate having an Ag vapor deposition layer, a white plastic film, or the like is preferably used.

導光体1はPMMA、COP(シクロオレフィンポリマー)及びポリカーボネート等の透明樹脂から形成される。また、その厚みは略一定もしくは光源からの距離が大きくなるに従って厚みが減少するくさび型とすることができる。図1に示すように光源を対向して配置する場合にくさび型形状を適用する場合、線状光源21及び22に対向する端面から導光体1中央に向かってそれぞれ厚みが減少するように構成すればよい。図1のように光源を対向配置する場合には略一定の厚みを有する導光体が、一端面に対向して光源を配置する場合にはくさび型の導光体を用いることが好ましい。   The light guide 1 is formed of a transparent resin such as PMMA, COP (cycloolefin polymer) and polycarbonate. Further, the thickness can be made substantially constant or a wedge shape in which the thickness decreases as the distance from the light source increases. As shown in FIG. 1, when the wedge shape is applied when the light sources are arranged to face each other, the thickness decreases from the end face facing the linear light sources 21 and 22 toward the center of the light guide 1. do it. As shown in FIG. 1, it is preferable to use a light guide having a substantially constant thickness when the light sources are arranged facing each other, and a wedge-shaped light guide when arranging the light sources so as to face the one end face.

線状光源21及び22から出射した光は、直接又はランプリフレクタに反射されて導光体端面から導光体1へ入射する。そして、入射した光線は導光体1内を、幾何光学におけるスネルの法則に基づいて、全反射条件を満たしながら導光体1内を伝搬していく。   Light emitted from the linear light sources 21 and 22 is reflected directly or by a lamp reflector and enters the light guide 1 from the end face of the light guide. The incident light beam propagates through the light guide 1 while satisfying the total reflection condition based on Snell's law in geometric optics.

導光体1内を伝播する光を効率よく光出射面10から出射させ、集光シート5へ入射させるため、本実施形態の面光源装置においては導光体1の光出射面10に突起状の光取り出し機構が設けられる。この光取り出し機構とは、全反射条件を満たしながら導光体内を伝搬している光線を、導光体外部に出射させる機能を果たす機構である。   In the surface light source device of this embodiment, in order to allow light propagating in the light guide 1 to be efficiently emitted from the light exit surface 10 and incident on the light collecting sheet 5, the light exit surface 10 of the light guide 1 has a protruding shape. The light extraction mechanism is provided. The light extraction mechanism is a mechanism that fulfills the function of emitting light rays propagating through the light guide body while satisfying the total reflection condition to the outside of the light guide body.

本実施形態においては、光取り出し機構として、導光体1の光出射面10には突起12が設けられるとともに、導光体1の光出射面10と対向する面はプリズムアレー11状に加工されている。プリズムアレー11は、略三角柱状のプリズムが複数並んで構成され、プリズムの長手方向が線状光源21及び22の長さ方向と直交するように形成される。プリズムの頂角は90〜160°、ピッチは1〜500μmが好ましい。   In the present embodiment, as a light extraction mechanism, a projection 12 is provided on the light emitting surface 10 of the light guide 1, and a surface facing the light emitting surface 10 of the light guide 1 is processed into a prism array 11 shape. ing. The prism array 11 is formed by arranging a plurality of substantially triangular prisms, and is formed so that the longitudinal direction of the prisms is orthogonal to the length direction of the linear light sources 21 and 22. The apex angle of the prism is preferably 90 to 160 °, and the pitch is preferably 1 to 500 μm.

プリズムアレー11から導光体1下面に取り出された光は、ランプリフレクタ同様反射率の高い表面を有する材質で構成される反射シート7によって反射され、再度導光体1に入射する。   The light extracted from the prism array 11 to the lower surface of the light guide 1 is reflected by the reflection sheet 7 made of a material having a highly reflective surface like the lamp reflector and is incident on the light guide 1 again.

なお、導光体1の下面に設けられる光取り出し機構は、図1に示すようなプリズムアレーに限定されず、シリカやチタニア等の光散乱性微粒子が分散したインキを所謂ドットパターンとして導光体下面に印刷することで、光散乱現象によって導光体外に出射させる態様や、導光体下面に粗面部分を設け、粗面部分での光散乱現象を利用して導光体外に光を出射させる態様、導光体下面に微少な傾斜面部を設け、傾斜面部に入射した光線が導光体外に出射する現象を利用する態様、導光体下面に突起を設ける態様等様々な構成を用いることが可能である。   The light extraction mechanism provided on the lower surface of the light guide 1 is not limited to the prism array as shown in FIG. 1, and the light guide is formed by using ink in which light-scattering fine particles such as silica and titania are dispersed as a so-called dot pattern. By printing on the bottom surface, light is emitted outside the light guide by the light scattering phenomenon, and a rough surface is provided on the bottom surface of the light guide, and light is emitted outside the light guide using the light scattering phenomenon at the rough surface. Various configurations are used, such as a mode in which a slight inclined surface portion is provided on the lower surface of the light guide body, a mode in which light incident on the inclined surface portion is emitted outside the light guide body, and a mode in which protrusions are provided on the lower surface of the light guide body Is possible.

本発明に特徴的な、導光体1の上面に設けられる光取り出し機構である突起12は、例えば円、菱形、四角形、三角形、半円といった水平断面形状を有する突起である。突起12はまた、図2に示すように、その水平断面形状、好ましくはその中央部分が出射方向に凸であることが好ましい。また、突起12はプリズムアレー11と同様、導光体1と例えば射出成形によって一体成形され、先端部、好ましくは突起の高さHの略半分であるH/2付近から上が丸みを帯びた形状を有する。突起12の先端部形状は、例えば射出成形であれば金型温度を制御することにより実現することができる。   The protrusion 12 that is a light extraction mechanism provided on the upper surface of the light guide 1 and is characteristic of the present invention is a protrusion having a horizontal cross-sectional shape such as a circle, a rhombus, a quadrangle, a triangle, or a semicircle. As shown in FIG. 2, the protrusion 12 preferably has a horizontal cross-sectional shape, preferably a central portion that is convex in the emission direction. Similarly to the prism array 11, the protrusion 12 is integrally formed with the light guide 1 by, for example, injection molding, and the upper end is rounded from the vicinity of H / 2, which is preferably approximately half of the height H of the protrusion. Has a shape. The tip shape of the protrusion 12 can be realized by controlling the mold temperature in the case of injection molding, for example.

ここで、突起12の先端部が丸みを帯びていることの意味について説明する。本実施形態においては、導光体1の光出射面から出射した光を、最終的に集光シート(プリズムシート)5によって一方向に揃える構成を有している。集光シート5を構成するプリズムを効果的に利用するには、導光体1の突起12から出射する光が光出射面に垂直ではなく、ある程度の角度を持っていることが好ましい。   Here, the meaning of the round end of the protrusion 12 will be described. In the present embodiment, the light emitted from the light emitting surface of the light guide 1 is finally aligned in one direction by the light collecting sheet (prism sheet) 5. In order to effectively use the prism constituting the light collecting sheet 5, it is preferable that the light emitted from the protrusion 12 of the light guide 1 is not perpendicular to the light emitting surface but has a certain angle.

すなわち、突起の先端部に丸みが無く、突起上面が付け根部分と同一形状を有している場合には、突起上面から出射する光の、集光シート5を構成するプリズムアレーへの入射角が小さく、プリズムアレーによる正面方向への偏光(集光)効果を得にくくなる。それに対し、突起先端部が丸みを帯びていると、先端部から出射する光はより大きな入射角で集光シート5のプリズムアレーに入射するため、正面方向への偏光(集光)効果を得やすくなる。   That is, when the tip of the protrusion is not round and the upper surface of the protrusion has the same shape as the base portion, the incident angle of the light emitted from the upper surface of the protrusion to the prism array constituting the condensing sheet 5 is It is small and it becomes difficult to obtain the polarization (condensation) effect in the front direction by the prism array. On the other hand, when the tip of the protrusion is rounded, the light emitted from the tip is incident on the prism array of the condensing sheet 5 at a larger incident angle, so that a polarization (condensing) effect in the front direction is obtained. It becomes easy.

突起12の大きさは線状光源21及び22の長さ方向に垂直な方向における幅Wが1〜200μmであることが好ましく、高さHは幅Wに大してH/W=0.1〜1.5であることが好ましい。また、隣接する突起間の中心点距離(ピッチ)は高さHに対して2H〜8Hであることが好ましい。突起12の大きさと密度を線状光源からの距離に応じて変化させることにより導光体1から取り出す光の量を調整することが可能である。   The protrusion 12 preferably has a width W in the direction perpendicular to the length direction of the linear light sources 21 and 22 of 1 to 200 μm, and the height H is larger than the width W and H / W = 0.1-1. .5 is preferable. The center point distance (pitch) between adjacent protrusions is preferably 2H to 8H with respect to the height H. It is possible to adjust the amount of light extracted from the light guide 1 by changing the size and density of the protrusions 12 according to the distance from the linear light source.

導光体1の光出射面10の、突起12が設けられない部分は、平坦であることが好ましく、具体的には十点平均粗さRzが0.001〜1.0μmであることが好ましい。この部分を平坦にすることにより、光の散乱を抑制することが可能となり、結果として光の利用効率が高くなる。   The portion of the light emitting surface 10 of the light guide 1 where the protrusions 12 are not provided is preferably flat, and specifically, the ten-point average roughness Rz is preferably 0.001 to 1.0 μm. . By flattening this portion, light scattering can be suppressed, and as a result, the light use efficiency is increased.

集光シート5は、頂角を下向きに形成されたプリズムアレーから構成され、個々のプリズムの長さ方向が線状光源の長さ方向に等しくなるように(すなわち、導光体1の下面に設けられるプリズムアレーとその向きが直交するように)設けられている。   The condensing sheet 5 is composed of a prism array formed with the apex angle downward, and the length direction of each prism is equal to the length direction of the linear light source (that is, on the lower surface of the light guide 1). The prism array to be provided and its direction are orthogonal to each other).

プリズムのピッチは1〜500μmであり、プリズム頂角は図3(a)に示すように法線Lに対する、光源と反対側の角度θが20〜48°であることが好ましい。なお、本実施形態のように光源が2箇所に設けられる場合、両方の光源から最も遠い位置である中央部を境にして、θを満たすべき場所が変化する(図3(b))。   The prism pitch is 1 to 500 μm, and the prism apex angle is preferably 20 to 48 ° with respect to the normal L and the angle θ opposite to the light source as shown in FIG. When two light sources are provided as in the present embodiment, the place where θ should be satisfied changes at the central portion that is the farthest from both light sources (FIG. 3B).

図1には示していないが、さらに集光シート5上に拡散シートを配置しても良い。拡散シートは、集光シート5で方向が揃えられた光を拡散し、面内の輝度を均一化するために設けられ、一般には半透明の樹脂フィルムである。   Although not shown in FIG. 1, a diffusion sheet may be further disposed on the light collecting sheet 5. The diffusion sheet is provided in order to diffuse the light whose direction is aligned by the light collecting sheet 5 and to uniform the in-plane luminance, and is generally a translucent resin film.

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。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.

●実施例
光源が片側2本ずつであること、また集光シート5の上に拡散シートを設けたこと以外は図1に示した構造と等しい面光源装置を製造した。
Example An area light source device having the same structure as that shown in FIG. 1 was manufactured except that there were two light sources on one side and a diffusion sheet was provided on the light collecting sheet 5.

具体的には、導光体1として、射出成型によって、サイズ276.4×344.0、厚み8mm(均一)の長方形状のアクリル樹脂板(三菱レイヨン製、アクリペットTF8)を形成した。この際、光出射面上には突起を、また下面にはプリズムアレーを一体形成した。   Specifically, a rectangular acrylic resin plate (manufactured by Mitsubishi Rayon, Acrypet TF8) having a size of 276.4 × 344.0 and a thickness of 8 mm (uniform) was formed as the light guide 1 by injection molding. At this time, a protrusion was integrally formed on the light emitting surface, and a prism array was integrally formed on the lower surface.

下面プリズムの頂角は140°、ピッチは50μmとし、図1に示すようにプリズムの長さ方向が光源の長さ方向と直交するように形成した。また、光出射面上の突起は、径54μm、高さ27μm(H/W=0.5)で、先端部が丸みを帯びた円柱形状であり、線状光源の長さ方向(X方向とする)におけるピッチが67〜111μm(2.48H〜4.11H)、線状光源の長さ方向と直交する方向(Y方向とする)のピッチは120μm(4.44H)固定とした。なお、X方向の突起ピッチは、光源に最も近く、かつ光源の中央部分に対応する領域で最大となり、導光体の中心部分で最小となるように配置した。なお、Y方向に隣接する突起間の干渉を避けるため、Y方向の同一直線上に隣接する突起が位置しないよう、半径20μmの範囲で無作為に突起位置をずらして配置した。   The apex angle of the bottom prism was 140 °, the pitch was 50 μm, and the prism was formed so that the length direction of the prism was perpendicular to the length direction of the light source as shown in FIG. Further, the protrusion on the light emitting surface has a diameter of 54 μm, a height of 27 μm (H / W = 0.5), and a cylindrical shape with a rounded tip, and the length direction of the linear light source (X direction and The pitch in the direction orthogonal to the length direction of the linear light source (Y direction) is fixed at 120 μm (4.44H). Note that the protrusion pitch in the X direction is the closest to the light source and is maximized in a region corresponding to the central portion of the light source, and is minimized in the central portion of the light guide. In order to avoid interference between protrusions adjacent in the Y direction, the protrusion positions were randomly shifted within a radius of 20 μm so that adjacent protrusions on the same straight line in the Y direction were not located.

導光体の光出射面における突起のない部分の表面粗さはRz=2μmであった(キーエンス社製VK−8500により測定)。   The surface roughness of the light emitting surface of the light guide without protrusions was Rz = 2 μm (measured by VK-8500 manufactured by Keyence Corporation).

線状光源は図4に示すように、導光体1の長辺に対応する一対の端面の各々に対向させて、管長349mm、管径2.2mm、電極材料Nbの冷陰極管(サンケン電気(株)製)を2本ずつ、ランプ中心距離が3.4mmとなるように平行に配置した。また、端面と光源との間隔は1mmとした。   As shown in FIG. 4, the linear light source is opposed to each of a pair of end faces corresponding to the long side of the light guide 1, and is a cold cathode tube (Sanken Electric Co., Ltd.) having a tube length of 349 mm, a tube diameter of 2.2 mm, and an electrode material Nb. Two lamps (made by Co., Ltd.) were arranged in parallel such that the lamp center distance was 3.4 mm. The distance between the end face and the light source was 1 mm.

ランプリフレクタには白色ポリエステルフィルム(東レ製:E60L)と板厚0.2mmのステンレスを貼り合わせたプラスチックフィルム−金属板複合材(三菱樹脂製:アルセット(登録商標))を用いた。   A plastic film-metal plate composite (Mitsubishi Resin: Alset (registered trademark)) in which a white polyester film (Toray: E60L) and stainless steel with a plate thickness of 0.2 mm were bonded together was used as the lamp reflector.

反射シートにはポリエステル製白色反射シート(東レ製、ルミラーE60L)を用い、導光体の上部には三角プリズムアレー(ピッチ50μm、法線に対し両側に34度)が配された集光シート(三菱レイヨン製、ダイヤアートS165)を、導光体の光出射面側に頂角を向けて、プリズムアレーの長さ方向が光源の長さ方向と平行となるようにして配置した。さらに、集光シートの上に、拡散シート(ツジデン社製。厚さ120μm、JIS K7105によるヘイズ値 74.5%)を配置して面光源装置の光学系を構成した。   As the reflection sheet, a polyester white reflection sheet (Toray, Lumirror E60L) is used, and a light collecting sheet is provided with a triangular prism array (pitch 50 μm, 34 degrees on both sides with respect to the normal line) on the upper part of the light guide. Mitsubishi Rayon's Diamond Art S165) was placed with the apex angle facing the light exit surface side of the light guide so that the length direction of the prism array was parallel to the length direction of the light source. Further, a diffusion sheet (manufactured by Tsujiden Co., Ltd., thickness 120 μm, haze value 74.5% according to JIS K7105) was disposed on the light collecting sheet to constitute an optical system of the surface light source device.

このように構成した面光源装置を用い、室温25℃、湿度56%の環境下で、管電流が6.5mAで一定となるように専用インバータユニットを用いて線状光源を点灯し、点灯開始から15分後に輝度を測定した。   Using the surface light source device configured as described above, the linear light source is turned on using a dedicated inverter unit so that the tube current becomes constant at 6.5 mA in an environment of room temperature 25 ° C. and humidity 56%, and lighting starts. The brightness was measured 15 minutes after.

輝度は面光源装置の光出射面(拡散シート上)の270.4mm×338.0mmの範囲において、Y方向は62.6mm、X方向は79.5mmの間隔で計25点測定し、平均値を求めた。測定機器はトプコンエンジニアリング(株)製 色彩輝度計BM−7を用い、視野角1°、測定距離は1.5mmとした。   Luminance was measured in 25 points at an interval of 272.6 mm x 338.0 mm on the light exit surface (on the diffusion sheet) of the surface light source device at intervals of 62.6 mm in the Y direction and 79.5 mm in the X direction. Asked. The measuring instrument was a color luminance meter BM-7 manufactured by Topcon Engineering Co., Ltd., with a viewing angle of 1 ° and a measurement distance of 1.5 mm.

測定の結果、平均輝度は6670cd/m2であった。 As a result of the measurement, the average luminance was 6670 cd / m 2 .

●比較例
導光体光出射面に高さ2μm、径123μm〜176μm(H/W=0.016〜0.011)の円形の突起を設け、光出射面全体をブラスト処理して表面粗さをRzで約0.7μm(突起のない部分)及び約1.5μm(突起部分)とした以外は実施例と同様にして面光源装置を構成した。突起はX方向が80μm(40H)、Y方向が130μm(65H)の固定ピッチで設けた。なお、Y方向に隣接する突起間の干渉を避けるため、Y方向の同一直線上に隣接する突起が位置しないよう、半径40μmの範囲で無作為に突起位置をずらして配置した。
Comparative Example A circular projection having a height of 2 μm and a diameter of 123 μm to 176 μm (H / W = 0.016 to 0.011) is provided on the light guide surface of the light guide, and the entire light output surface is blasted to obtain a surface roughness. The surface light source device was configured in the same manner as in Example except that Rz was set to about 0.7 μm (part without projection) and about 1.5 μm (projection part). The protrusions were provided at a fixed pitch of 80 μm (40H) in the X direction and 130 μm (65H) in the Y direction. In order to avoid interference between the protrusions adjacent to each other in the Y direction, the protrusion positions were randomly shifted within a radius of 40 μm so that the protrusions adjacent on the same straight line in the Y direction were not positioned.

実施例と同様にして輝度を測定したところ、平均輝度は5353cd/m2であった。 When the luminance was measured in the same manner as in Example, the average luminance was 5353 cd / m 2 .

本発明の実施形態に係る面光源装置の構成例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structural example of the surface light source device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る面光源装置において導光体の光出射面に設ける突起の形状を説明する図である。It is a figure explaining the shape of the processus | protrusion provided in the light-projection surface of a light guide in the surface light source device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る面光源装置において用いる集光シートのプリズム形状を説明する図である。It is a figure explaining the prism shape of the condensing sheet used in the surface light source device which concerns on embodiment of this invention. 実施例における光源配置を説明する図である。It is a figure explaining the light source arrangement | positioning in an Example. 従来の面光源装置の構成例を説明する図である。It is a figure explaining the structural example of the conventional surface light source device.

Claims (5)

光入射面と光出射面を有する導光体と、前記光入射面に対向して設けられる光源と、前記導光体の前記光出射面上に配置される集光部材とを有する面光源装置であって、
前記導光体の、前記光出射面には、前記光源からの光が主に進行する方向における幅Wと、高さHとの関係H/W=0.1〜1.5である突起状の光取り出し機構がピッチ2H〜8Hで設けられ、
前記集光部材が、頂角を前記光出射面に向けたプリズムがピッチ1〜500μmで配列されたプリズムアレーから構成され、当該プリズムアレーの長さ方向が前記光源からの光が主に進行する方向に直交するように配置されるとともに、前記頂角が、法線に対して前記光源と反対側の角度で20〜48°であることを特徴とする面光源装置。
A surface light source device having a light guide having a light incident surface and a light output surface, a light source provided to face the light incident surface, and a light collecting member disposed on the light output surface of the light guide. Because
On the light emitting surface of the light guide, a protrusion shape having a relationship H / W = 0.1 to 1.5 between a width W and a height H in a direction in which light from the light source mainly travels. Are provided at a pitch of 2H to 8H,
The condensing member is composed of a prism array in which prisms whose apex angles are directed to the light exit surface are arranged at a pitch of 1 to 500 μm, and light from the light source mainly travels in the length direction of the prism array. The surface light source device is arranged so as to be orthogonal to a direction, and the apex angle is 20 to 48 ° at an angle opposite to the light source with respect to a normal line.
前記光取り出し機構の先端部が丸みを帯びた形状を有することを特徴とする請求項1記載の面光源装置。 2. The surface light source device according to claim 1, wherein a tip portion of the light extraction mechanism has a rounded shape. 前記導光体の前記光出射面に対向する面には、前記集光部材を構成するプリズムアレーとその長さ方向が直交するプリズムアレーが設けられることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の面光源装置。   The prism array that constitutes the condensing member and a prism array whose length directions are orthogonal to each other are provided on a surface of the light guide opposite to the light emitting surface. The surface light source device described. 前記光出射面の、前記突起のない部分の表面粗さがRzで0.001〜1.0であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の面光源装置。   The surface light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein a surface roughness of a portion of the light emitting surface where the protrusion is not present is 0.001 to 1.0 in Rz. . 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の面光源装置を用いた表示装置。   The display apparatus using the surface light source device of any one of Claim 1 thru | or 4.
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CN108072929A (en) * 2016-11-17 2018-05-25 松下知识产权经营株式会社 Display device

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