JP2007329099A - Surface light source device and liquid crystal display device - Google Patents

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Hisashi Watanabe
寿史 渡辺
Takashi Sato
孝 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface light source device of which the thickness can be reduced by preventing generation of moire fringes, and to provide a liquid crystal display device including it. <P>SOLUTION: In the surface light source device 20, light emitted from a light source 1 passes through the inside of a light guide plate 2, and an irregular pattern 3 formed at a predetermined pitch reflects the light to be emitted from a light emission surface 2a of the light guide plate 2 in a predetermined direction. A reflecting plate 4 reflects light, which leaks from the light guide plate 2 to the side opposite to the light emission surface 2a, toward the light guide plate 2. Because an optical branching layer 6 partly transmits and partly reflects light emitted from the light emission surface 2a in a predetermined direction, light with an emission pattern of which the unevenness due to the pitches of the irregular pattern 3 is smoothed is incident on a prism sheet 5 even if the light guide plate 2 is thin. The prism sheet 5 corrects the incident light so as to be in the normal direction of the light guide plate and emits the light. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は面光源装置およびそれを用いた液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a surface light source device and a liquid crystal display device using the same.

パーソナルコンピュータや携帯電話等に幅広く利用されている液晶表示装置は、液晶材が自己発光しないために、通常光源装置を具備している。特にモバイル機器に搭載される場合の液晶表示装置には、薄型軽量化を図るために、薄型の導光板と、前記導光板の側部に配置された発光ダイオード(LED)や蛍光管等の光源と、前記光源から出射して導光板の側部から入射し、導光板内部を全反射を繰り返しながら導光する光を、液晶表示パネル側に出射させる光取り出し手段と、を備えた面光源装置が一般的に用いられる。   A liquid crystal display device widely used in personal computers, mobile phones, and the like usually includes a light source device because the liquid crystal material does not emit light. In particular, in a liquid crystal display device when mounted on a mobile device, a thin light guide plate and a light source such as a light emitting diode (LED) or a fluorescent tube disposed on a side portion of the light guide plate in order to reduce the thickness and weight. And a light extraction unit that emits light, which is emitted from the light source and incident from the side portion of the light guide plate, and guided through the light guide plate while repeating total reflection, to the liquid crystal display panel side. Is generally used.

光取り出し手段としては、拡散反射インクのドット印刷による拡散パターンや導光板に形成されたプリズム等の凹凸パターンが用いられる。より輝度の高いものが要求される際には、凹凸パターンが使用される場合が多い。   As the light extraction means, a diffusion pattern by dot printing of diffuse reflection ink or an uneven pattern such as a prism formed on the light guide plate is used. When a higher brightness is required, an uneven pattern is often used.

従来の代表的な面光源装置として、光取り出し手段として凹凸パターンが導光板表面に形成された例である面光源装置200を、図8に斜視図で示す。また、図8における破線X1、X2、X3での断面は全て同様の構成となり、その断面図を図9に示す。   As a conventional typical surface light source device, a surface light source device 200, which is an example in which a concavo-convex pattern is formed on the surface of a light guide plate as light extraction means, is shown in a perspective view in FIG. Further, the cross sections taken along the broken lines X1, X2, and X3 in FIG. 8 all have the same configuration, and the cross sectional view is shown in FIG.

この従来例を第1の従来例と呼ぶ。   This conventional example is referred to as a first conventional example.

第1の従来例の面光源装置200は、図8および図9から分かるように、複数のLEDである光源30…と、アクリル等の透明材料からなる導光板31と、導光板31の光出射面31aに対向する面31bに形成された凹凸パターン32と、導光板31の凹凸パターン32が形成された面31b側に配置された反射板33と、光出射面31aの外に配置されたプリズムシート34とによって構成されている。光源30…は導光板31の側方に設けられている。   As can be seen from FIGS. 8 and 9, the surface light source device 200 of the first conventional example includes a light source 30, which is a plurality of LEDs, a light guide plate 31 made of a transparent material such as acrylic, and light emission from the light guide plate 31. The concave / convex pattern 32 formed on the surface 31b facing the surface 31a, the reflecting plate 33 disposed on the surface 31b side where the concave / convex pattern 32 of the light guide plate 31 is formed, and the prism disposed outside the light emitting surface 31a. The sheet 34 is configured. The light sources 30 are provided on the side of the light guide plate 31.

光源30から出射し、導光板31の一側面である光入射面31cから導光板31の内部に導かれた光は、全反射を繰り返しながら導光板31内部を進行する。そして、導光する際に凹凸パターン32で反射した光のうち、光出射面31aの臨界角よりも小さな角度で進行する光は、光出射面31aから外部へ出射する。光出射面31aから外部へ出射した光は、プリズムシート34による屈折および反射によって、出射面法線方向に近い方向に進行方向を変えられ、液晶パネルを照明する。   Light emitted from the light source 30 and guided to the inside of the light guide plate 31 from the light incident surface 31c which is one side surface of the light guide plate 31 travels inside the light guide plate 31 while repeating total reflection. Of the light reflected by the concavo-convex pattern 32 when guided, the light traveling at an angle smaller than the critical angle of the light exit surface 31a exits from the light exit surface 31a to the outside. The light emitted to the outside from the light emitting surface 31a is changed in the traveling direction in a direction close to the normal direction of the emitting surface by refraction and reflection by the prism sheet 34, and illuminates the liquid crystal panel.

第1の従来例の面光源装置200は、面内で均一に発光する薄型の面光源装置であるため、多くの液晶表示装置の光源装置として用いられている。   Since the surface light source device 200 of the first conventional example is a thin surface light source device that emits light uniformly in a plane, it is used as a light source device of many liquid crystal display devices.

また、別の面光源装置として、光取り出し手段である凹凸パターン、およびプリズムシートのプリズムを、光源を中心とした同心円状に形成した例である面光源装置300を、図10に斜視図で示す。   As another surface light source device, FIG. 10 is a perspective view showing a surface light source device 300 which is an example in which a concavo-convex pattern as light extraction means and prisms of a prism sheet are formed concentrically around a light source. .

これを第2の従来例と呼ぶ。第2の従来例は例えば特許文献1に記載されている。   This is called a second conventional example. The second conventional example is described in Patent Document 1, for example.

第2の従来例の面光源装置300は、導光板31に設けられた光取り出し手段である凹凸パターン32、およびプリズムシート34のプリズムが、光源30を中心とした同心円状に形成される以外は、第1の従来例の面光源装置200と同様の構成である。図10における、同心円の半径方向に沿う破線X1、X2、X3での断面は図9と同様の構成となる。   In the surface light source device 300 of the second conventional example, the concave / convex pattern 32 which is a light extraction means provided on the light guide plate 31 and the prism of the prism sheet 34 are formed concentrically around the light source 30. The configuration is the same as that of the surface light source device 200 of the first conventional example. In FIG. 10, the cross sections taken along the broken lines X1, X2, and X3 along the radial direction of the concentric circles have the same configuration as that of FIG.

面光源装置300では、光源30から出射される光のほとんどが、凹凸パターン32、およびプリズムシート34のプリズムに垂直入射するために、効率的に出射面法線方向に出射しやすく、ほぼ平行光に近い面光源装置が実現可能である。   In the surface light source device 300, since most of the light emitted from the light source 30 is perpendicularly incident on the concave and convex pattern 32 and the prism of the prism sheet 34, the light is easily emitted efficiently in the normal direction of the emission surface, and is substantially parallel light. A surface light source device close to can be realized.

第1の従来例や第2の従来例の面光源装置200・300のプリズムシート34の光出射面側には、画像を表示するための液晶パネルが積層される。液晶パネルには、例えば特許文献2に記載される技術のように、面光源装置の出力光を開口部に集光するマイクロレンズが形成される場合がある。   A liquid crystal panel for displaying an image is laminated on the light exit surface side of the prism sheet 34 of the surface light source devices 200 and 300 of the first conventional example and the second conventional example. In the liquid crystal panel, a microlens that collects output light of the surface light source device in the opening may be formed as in the technique described in Patent Document 2, for example.

この例を図11に示す。   An example of this is shown in FIG.

図11では、面光源装置40の光出射面側に、マイクロレンズ44を備えた液晶パネル41が積層されている。   In FIG. 11, a liquid crystal panel 41 having a microlens 44 is laminated on the light emitting surface side of the surface light source device 40.

液晶パネル41は、透明電極によって規定される光を透過する透過開口部42と、主にTFTや信号線等の金属電極によって規定される光遮光部43とを備えている。マイクロレンズ44は、液晶パネル41の面光源装置40側である一方基板上に、透過開口部42ごとに対応して形成されている。この従来技術においては、面光源装置40から出射する光、すなわちマイクロレンズ44に入射する光は、平行光に近い光であることが、集光効率の点で好ましい。   The liquid crystal panel 41 includes a transmission opening 42 that transmits light defined by a transparent electrode, and a light shielding unit 43 that is defined mainly by a metal electrode such as a TFT or a signal line. The microlens 44 is formed on the one substrate on the surface light source device 40 side of the liquid crystal panel 41 so as to correspond to each transmission opening 42. In this conventional technique, the light emitted from the surface light source device 40, that is, the light incident on the microlens 44 is preferably light close to parallel light from the viewpoint of light collection efficiency.

液晶パネルの透過開口部の形成の仕方やマイクロレンズの配置の仕方としては、図12のようにレンチキュラレンズと呼ばれるカマボコ状のマイクロレンズ52を、透過開口部51の1列につき1つを対応させて配置するもの、図13または図14に示すようにお椀状のマイクロレンズ52を透過開口部51に対して1対1に配置するものなど、さまざまな配置例がある。図12では、遮光層53・54で仕切られる各絵素に、1つずつ矩形の透過開口部51が設けられ、当該透過開口部51により紙面上横方向に形成される各列に1つのマイクロレンズ52が配置されている。図13では、遮光層53・54で仕切られる各絵素に、3つずつ円形の透過開口部51が設けられ、各透過開口部51に1つのマイクロレンズ52が配置されている。図14では、遮光層53・54で仕切られる各絵素に、1つずつ円形の透過開口部51が設けられ、各透過開口部51に1つのマイクロレンズ52が配置されている。図14のマイクロレンズ52は千鳥配置となっている。
特許第3151830号公報(登録:2001年1月26日、国際公開(WO98/19105):1998年5月7日) 特開2005−62741号公報(公開:2005年3月10日) 特許第3521940号公報(登録:2004年2月20日、公開(特開平7−49496):1995年2月21日)
As a method of forming the transmissive openings of the liquid crystal panel and the arrangement of the micro lenses, as shown in FIG. 12, one lenticular lens called a lenticular lens is associated with one row of the transmissive openings 51. There are various arrangement examples, such as those arranged in a manner as shown in FIG. 13 or FIG. In FIG. 12, a rectangular transmission opening 51 is provided in each picture element partitioned by the light shielding layers 53 and 54, and one micro is formed in each row formed by the transmission opening 51 in the horizontal direction on the paper surface. A lens 52 is disposed. In FIG. 13, three circular transmission openings 51 are provided in each picture element partitioned by the light shielding layers 53 and 54, and one microlens 52 is disposed in each transmission opening 51. In FIG. 14, one circular transmission opening 51 is provided in each picture element partitioned by the light shielding layers 53 and 54, and one microlens 52 is disposed in each transmission opening 51. The microlenses 52 in FIG. 14 are arranged in a staggered manner.
Japanese Patent No. 3151830 (Registration: January 26, 2001, International Publication (WO 98/19105): May 7, 1998) JP 2005-62741 A (publication: March 10, 2005) Japanese Patent No. 3521940 (Registration: February 20, 2004, Publication (Japanese Patent Laid-Open No. 7-49496): February 21, 1995)

特にモバイル用途の液晶表示装置において、携帯性やデザインの観点から、薄型化の要求が高まる中で、液晶パネルや面光源装置に使用される部材を薄型化する検討がなされてきた。樹脂成形技術の向上に伴い導光板も薄型化されたが、その結果、表示画面にモアレ縞が発生し、著しく表示を害することがわかった。   In particular, liquid crystal display devices for mobile use have been studied to reduce the thickness of members used for liquid crystal panels and surface light source devices in view of increasing portability and design from the viewpoint of portability. As the resin molding technology has been improved, the light guide plate has also been made thinner. As a result, it has been found that moire fringes are generated on the display screen, and the display is significantly impaired.

その原理について簡単に説明する。   The principle will be briefly described.

図15は、以前の面光源装置であって、導光板31が厚い場合(例えば0.8mm)の断面図である。部材番号は図8〜図11のものに対応している。   FIG. 15 is a cross-sectional view of the previous surface light source device when the light guide plate 31 is thick (for example, 0.8 mm). The member numbers correspond to those in FIGS.

一般的に液晶パネル41の画素ピッチは約50μm、プリズムシート34のピッチは約15μm、導光板31の凹凸パターン32のピッチは50μm〜100μm程度である。   In general, the pixel pitch of the liquid crystal panel 41 is about 50 μm, the pitch of the prism sheet 34 is about 15 μm, and the pitch of the uneven pattern 32 of the light guide plate 31 is about 50 μm to 100 μm.

導光板31内を導光して、光取り出し手段である凹凸パターン32で反射した光は、ある広がり角を持って、導光板31の出射面から出射し、プリズムシート34に入射する。導光板31が厚い場合には、導光板31の出射光がプリズムシート34の面内に一様に入射するため、プリズムシート34で屈折および反射され液晶パネル41に入射する光は、プリズムシート34のピッチ15μmに等しいピッチで縞状になる。15μmピッチの縞は、液晶パネル41の画素ピッチ50μmと比較して、十分に小さいため、モアレ縞の原因とはならない。   The light that has been guided through the light guide plate 31 and reflected by the concave / convex pattern 32 serving as the light extraction means is emitted from the exit surface of the light guide plate 31 with a certain spread angle, and enters the prism sheet 34. When the light guide plate 31 is thick, the light emitted from the light guide plate 31 is uniformly incident on the surface of the prism sheet 34, so that the light that is refracted and reflected by the prism sheet 34 and enters the liquid crystal panel 41 is the prism sheet 34. It is striped at a pitch equal to 15 μm. The stripes with a pitch of 15 μm are sufficiently smaller than the pixel pitch of 50 μm of the liquid crystal panel 41 and therefore do not cause moiré fringes.

図16は、近年の樹脂成形技術の向上により実現されている面光源装置であって、導光板31が薄い場合(例えば0.4mm)の断面図である。部材番号は図8〜図11のものに対応している。   FIG. 16 is a cross-sectional view of a surface light source device realized by recent improvements in resin molding technology when the light guide plate 31 is thin (for example, 0.4 mm). The member numbers correspond to those in FIGS.

画素ピッチやプリズムピッチは導光板31が厚い例と同様である。導光板31が厚い例と同様に、導光板31内を導光して、光取り出し手段である凹凸パターン32で反射した光は、ある広がり角を持って、導光板31の出射面から出射し、プリズムシート34に入射する。   The pixel pitch and prism pitch are the same as in the example where the light guide plate 31 is thick. As in the case where the light guide plate 31 is thick, the light guided through the light guide plate 31 and reflected by the concave / convex pattern 32 serving as the light extraction means is emitted from the exit surface of the light guide plate 31 with a certain spread angle. , Enters the prism sheet 34.

導光板31が厚い場合と異なり、導光板31が薄い場合には、光取り出し手段とプリズムシート34との距離が近いために、導光板31の出射光はプリズムシート34の面内に不均一に入射する。したがってプリズムシート34で屈折および反射され液晶パネル41に入射する光は、光取り出し手段である凹凸パターン32のピッチ50μm〜100μmに近いピッチで縞状になる。50μm〜100μmピッチの縞は、ピッチが液晶パネル41の画素ピッチ50μmに近いために、モアレ縞が発生し、著しく表示を害する。   Unlike the case where the light guide plate 31 is thick, when the light guide plate 31 is thin, since the distance between the light extraction means and the prism sheet 34 is short, the light emitted from the light guide plate 31 is not uniform within the plane of the prism sheet 34. Incident. Therefore, the light that is refracted and reflected by the prism sheet 34 and enters the liquid crystal panel 41 is striped at a pitch close to 50 μm to 100 μm of the concave / convex pattern 32 that is a light extraction means. The stripes having a pitch of 50 μm to 100 μm cause the moire stripes to occur, and the display is remarkably impaired because the pitch is close to the pixel pitch of 50 μm of the liquid crystal panel 41.

ここで、モアレ縞についてより詳細に、面光源装置の断面図の拡大図である図17を用いて説明する。   Here, the moire fringes will be described in more detail with reference to FIG. 17 which is an enlarged view of a sectional view of the surface light source device.

厚みがdである導光板31には、凹凸パターン32(32a、32b)が形成されており、隣接する凹凸パターン32aと32bとの間隔(凹凸パターン32のピッチ)はpであるとする。凹凸パターン32は、面内の輝度分布を均一にするために、基本的には面内でピッチ及び形状が異なるが、ここでは簡単のために面内分布については考慮せず、面内の平均値を用いて説明を進める。   An uneven pattern 32 (32a, 32b) is formed on the light guide plate 31 having a thickness d, and the interval between adjacent uneven patterns 32a and 32b (pitch of the uneven pattern 32) is assumed to be p. In order to make the in-plane luminance distribution uniform, the concavo-convex pattern 32 is basically different in pitch and shape in the plane, but here, for simplicity, the in-plane distribution is not considered, and the average in the plane The explanation is advanced using values.

ある広がり角を持って導光板31内を導光する光60は、凹凸パターン32aまたは32bで反射すると、進行方向が変化する。進行方向が変化した光のうち、導光板31の光出射面31aの臨界角θ2よりも小さい角度で光出射面31aに入射する光は、導光板31外部に出射する。また、進行方向が変化した光のうち、導光板31の光出射面31aの臨界角θ2よりも大きい角度で光出射面31aに入射する光は、全反射して導光を続ける。   When the light 60 guided through the light guide plate 31 with a certain spread angle is reflected by the concave / convex pattern 32a or 32b, the traveling direction changes. Of the light whose traveling direction has changed, light incident on the light emitting surface 31a at an angle smaller than the critical angle θ2 of the light emitting surface 31a of the light guide plate 31 is emitted to the outside of the light guide plate 31. Of the light whose traveling direction has changed, light incident on the light emitting surface 31a at an angle larger than the critical angle θ2 of the light emitting surface 31a of the light guide plate 31 is totally reflected and continues to be guided.

光出射面31aから導光板31外部に出射する光は、凹凸パターン32の形状にも依るが、一般的には、臨界角θ2に近い角度で最も強度が大きくなり、角度が小さくなるにつれて徐々に強度は減衰する。   Although the light emitted from the light emitting surface 31a to the outside of the light guide plate 31 depends on the shape of the concavo-convex pattern 32, in general, the intensity becomes maximum at an angle close to the critical angle θ2, and gradually decreases as the angle decreases. The intensity is attenuated.

凹凸パターン32の大きさは導光板31の厚みに比べて十分小さいとし、濃淡が認識できる程度まで光強度が減衰する角度をθ1とすると、凹凸パターン32のピッチが出射光の出射パターンに反映される条件、すなわちモアレ縞が発生する条件は、凹凸パターン32aを通る傾きθ2の直線と、凹凸パターン32bを通る傾きθ1の直線とが交わる点が、導光板31の出射面31aよりも外部、すなわちプリズムシート34側にあることである。   When the size of the uneven pattern 32 is sufficiently smaller than the thickness of the light guide plate 31 and the angle at which the light intensity attenuates to the extent that the shading can be recognized is θ1, the pitch of the uneven pattern 32 is reflected in the output pattern of the emitted light. The condition where the moire fringes occur is that the point where the straight line having the inclination θ2 passing through the concave / convex pattern 32a and the straight line having the inclination θ1 passing through the concave / convex pattern 32b intersect with each other outside the light exit surface 31a of the light guide plate 31, that is, It is on the prism sheet 34 side.

つまりモアレ縞が発生する境界条件を数式で示すと、以下の通りである。
p/d=tan(θ2)−tan(θ1)
実際の構成では、光出射面31aから出射した光は、屈折したのち、プリズムシート34に入射するため、導光板31外部に出射する光の重なりの条件は若干異なるが、一般的にプリズムシート34は導光板31に近接して配置されるため、ほとんど影響がないとした。
In other words, the boundary conditions for generating moire fringes are expressed as follows.
p / d = tan (θ2) −tan (θ1)
In an actual configuration, the light emitted from the light emitting surface 31a is refracted and then enters the prism sheet 34. Therefore, the conditions for overlapping the light emitted to the outside of the light guide plate 31 are slightly different. Is arranged in the vicinity of the light guide plate 31 and has almost no influence.

導光板31に一般的な樹脂材料であるアクリルを使用した場合、θ2は約42°である。また、濃淡が認識できる光強度の減衰率を20%とすると、θ1は約35゜である。このとき、上式より計算すると、p/d=0.2となり、凹凸パターン32のピッチpが100μmの場合には、モアレ縞が発生する境界条件は、導光板31の厚みd=0.5mmである。   When acrylic, which is a general resin material, is used for the light guide plate 31, θ2 is about 42 °. Further, if the attenuation factor of the light intensity at which the light and shade can be recognized is 20%, θ1 is about 35 °. At this time, when calculated from the above equation, p / d = 0.2. When the pitch p of the uneven pattern 32 is 100 μm, the boundary condition for generating moire fringes is that the thickness d of the light guide plate 31 is d = 0.5 mm. It is.

すなわち、導光板31の厚みdが0.5mm以上の場合にはモアレ縞が発生しないが、厚みdが0.5mm以下の場合にはモアレ縞が発生する。   That is, moire fringes are not generated when the thickness d of the light guide plate 31 is 0.5 mm or more, but moire fringes are generated when the thickness d is 0.5 mm or less.

液晶表示装置の薄型化の要求が高まる中で、導光板31の厚みが制限されてしまうことは、大きな課題であり、薄型化してもモアレ縞が発生しない構造が望まれていた。   While the demand for thinning the liquid crystal display device is increasing, limiting the thickness of the light guide plate 31 is a big problem, and a structure in which moire fringes are not generated even when the liquid crystal display device is thinned is desired.

この課題を解決する方法として、凹凸パターン32のピッチpを小さくする方法が容易に考えられるが、凹凸パターン32を形成する切削法の精度および樹脂成形の精度上、50μm以下のピッチで凹凸パターンを形成するのは極めて困難である。   As a method for solving this problem, a method of reducing the pitch p of the concavo-convex pattern 32 can be easily considered. It is extremely difficult to form.

また、別の方法として、図18に示すように、液晶パネル41とプリズムシート34との間に拡散層35を配置する方法が容易に考えられるが、面光源装置の正面輝度が低下するだけでなく、光の平行度が低下することから、特にマイクロレンズを備えた液晶表示装置において集光効率が低下するため、表示上好ましくなく、薄型化を可能にした状態とは言えなかった。   As another method, as shown in FIG. 18, a method of easily arranging the diffusion layer 35 between the liquid crystal panel 41 and the prism sheet 34 is conceivable, but only the front luminance of the surface light source device is reduced. However, since the parallelism of light is lowered, the light condensing efficiency is lowered particularly in a liquid crystal display device provided with a microlens, which is not preferable for display and cannot be said to be in a state where thinning is possible.

本発明は、上記の問題点に鑑み、モアレ縞の発生を防止して薄型化を可能とした面光源装置、およびそれを備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a surface light source device capable of reducing the thickness by preventing generation of moire fringes and a liquid crystal display device including the surface light source device.

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、光源と、前記光源から発せられた光を導入し内部で進行させる導光板と、前記導光板内部を進行する光を反射させて、前記導光板の光出射面から所定の方向へ出射させるように所定のピッチで形成された光取り出し手段と、前記導光板の前記光出射面から前記所定の方向へ出射した光の一部を透過し一部を反射する光分岐層と、前記光分岐層を透過して入射する光を、前記導光板の法線方向に近い方向に修正して前記導光板側と反対側に出射する修正手段と、前記導光板から漏れ出る光を前記導光板側へ反射させるように前記導光板の前記光分岐層側とは反対側に設けられた光反射層と、を備えており、前記修正手段から出射された後の光を出力光とすることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the surface light source device of the present invention reflects a light source, a light guide plate that introduces light emitted from the light source and travels inside, and reflects light that travels inside the light guide plate. Light extraction means formed at a predetermined pitch so as to be emitted in a predetermined direction from the light emission surface of the light guide plate, and a part of the light emitted in the predetermined direction from the light emission surface of the light guide plate is transmitted. A light branching layer that partially reflects the light branching layer, and a correction unit that corrects light incident through the light branching layer in a direction close to the normal direction of the light guide plate and emits the light to the side opposite to the light guide plate side. And a light reflecting layer provided on the side opposite to the light branching layer side of the light guide plate so as to reflect light leaking from the light guide plate to the light guide plate side, and from the correction means The light after being emitted is output light.

上記の発明によれば、光源から発せられて導光板に導入された光は導光板内部を進行し、所定のピッチで形成された光取り出し手段がこの光を反射させて、導光板の光出射面から所定の方向に出射させる。光反射層は、前記導光板から漏れ出る光を導光板側へ反射させるように導光板の光分岐層側とは反対側に設けられているので、導光板から光出射面と反対側に漏れ出る光を導光板側へと反射し、この光を光出射面から出射する光に寄与させる。そして、光分岐層が、導光板の光出射面から所定の方向に出射した光を、一部透過し、一部反射するために、導光板が薄くても、光取り出し手段のピッチに起因する出射パターンの濃淡が緩和された状態の光が修正手段に入射する。修正手段は、光分岐層を透過して入射する光を、導光板の法線方向に近い方向に修正して導光板側と反対側に出射する。修正手段から出射された後の光は、面光源装置の出力光となる。   According to the above invention, the light emitted from the light source and introduced into the light guide plate travels inside the light guide plate, and the light extraction means formed at a predetermined pitch reflects this light to emit light from the light guide plate. The light is emitted from the surface in a predetermined direction. Since the light reflecting layer is provided on the side opposite to the light branching layer side of the light guide plate so as to reflect the light leaking from the light guide plate to the light guide plate side, it leaks from the light guide plate to the side opposite to the light emitting surface. The emitted light is reflected to the light guide plate side, and this light is contributed to the light emitted from the light emitting surface. Since the light branching layer partially transmits and reflects part of the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate in a predetermined direction, even if the light guide plate is thin, it is caused by the pitch of the light extraction means. Light in a state in which the density of the emission pattern is relaxed enters the correction means. The correcting means corrects the light incident through the light branching layer in a direction close to the normal direction of the light guide plate and emits the light to the side opposite to the light guide plate side. The light emitted from the correction means becomes output light of the surface light source device.

従って、このような構成の面光源装置の出力光を液晶パネルに照射しても、面光源装置において修正手段への入射光が光分岐層によって均一な強度分布を有するものとなっているために、表示を害するモアレ縞は発生しない。また、この面光源装置は拡散層が不要である他、光の平行度が変わらないので面光源装置の正面輝度を低下させることもない。   Therefore, even when the output light of the surface light source device having such a configuration is irradiated on the liquid crystal panel, the incident light to the correcting means in the surface light source device has a uniform intensity distribution due to the light branching layer. Moire fringes that harm the display do not occur. In addition, this surface light source device does not require a diffusion layer, and since the parallelism of light does not change, the front luminance of the surface light source device is not reduced.

以上により、モアレ縞の発生を防止して薄型化を可能とした面光源装置を提供することができるという効果を奏する。   As described above, there is an effect that it is possible to provide a surface light source device that can reduce the thickness by preventing the generation of moire fringes.

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、前記光源は1個または複数の点光源からなることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the surface light source device of the present invention is characterized in that the light source includes one or a plurality of point light sources.

上記の発明によれば、発光ダイオードに代表される小型薄型の点光源を使用することによって、薄型の導光板にも光源光を効率的に入射可能であることから、薄型の面光源装置を提供することができるという効果を奏する。さらに、複数の点光源を使用することによって、比較的大きな導光板にも均一に光を入射可能であることから、携帯電話よりも少し大きめの中型液晶にも応用することができるという効果を奏する。   According to the above invention, by using a small and thin point light source typified by a light emitting diode, light source light can be efficiently incident on a thin light guide plate. There is an effect that can be done. Furthermore, by using a plurality of point light sources, light can be uniformly incident on a relatively large light guide plate, so that it can be applied to a medium-sized liquid crystal slightly larger than a mobile phone. .

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、前記光源は1個または複数の発光体からなる1個の点光源であり、前記光取り出し手段は、前記点光源を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるパターンとして形成されており、前記パターンが前記円の半径方向に前記所定のピッチで配置されたものであることを特徴としている。   In the surface light source device of the present invention, in order to solve the above-described problem, the light source is one point light source composed of one or a plurality of light emitters, and the light extraction means is substantially centered on the point light source. It is formed as a pattern extending in a direction orthogonal to the radial direction of the circle, and the pattern is arranged at the predetermined pitch in the radial direction of the circle.

上記の発明によれば、1個の点光源としての光源から発せられ、導光板の内部を全反射しながら導光される光が、光取り出し手段により進行方向を変えられることによって、均一な強度分布を有する光として、光出射面に平行に近い角度で出射されるという効果を奏する。   According to the above invention, the light emitted from the light source as one point light source and guided while totally reflecting the inside of the light guide plate can be changed in the traveling direction by the light extraction means, thereby having uniform intensity. As light having a distribution, there is an effect that the light is emitted at an angle close to parallel to the light emission surface.

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、前記光取り出し手段の前記所定のピッチをp、前記導光板の厚みをdとしたとき、p/d>0.2を満たしていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the surface light source device of the present invention satisfies p / d> 0.2 where p is the predetermined pitch of the light extraction means and d is the thickness of the light guide plate. It is characterized by that.

上記の発明によれば、従来モアレ縞が発生していた典型的な構成の導光板に対して、モアレ縞の発生を防止することができるという効果を奏する。   According to the above invention, it is possible to prevent the generation of moire fringes with respect to a light guide plate having a typical configuration in which moire fringes have been generated.

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、前記導光板の厚みは0.5mm以下であることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the surface light source device of the present invention is characterized in that the thickness of the light guide plate is 0.5 mm or less.

上記の発明によれば、光取り出し手段の所定のピッチを、形成の困難さを回避できる下限値付近の100μmに設定したときに、モアレ縞が発生する従来の典型的な厚みの導光板に対して、モアレ縞の発生を良好に防止することができるという効果を奏する。   According to the above invention, when the predetermined pitch of the light extraction means is set to 100 μm near the lower limit that can avoid the difficulty of formation, the conventional light guide plate having a typical thickness in which moire fringes are generated. As a result, it is possible to satisfactorily prevent the generation of moire fringes.

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、前記光分岐層はハーフミラーからなることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the surface light source device of the present invention is characterized in that the light branch layer is made of a half mirror.

上記の発明によれば、光分岐層をハーフミラーで構成することにより、光分岐層の透過率および反射率の設定が容易になるという効果を奏する。   According to said invention, there exists an effect that the setting of the transmittance | permeability and reflectance of a light branch layer becomes easy by comprising a light branch layer with a half mirror.

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、前記光分岐層は偏光分離層からなることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the surface light source device of the present invention is characterized in that the light branching layer is composed of a polarization separation layer.

上記の発明によれば、光分岐層を偏光分離層で構成することにより、光分岐層の透過率および反射率を、導光板から出射する光の偏光状態に合わせて制御することができるという効果を奏する。   According to the above invention, by configuring the light branching layer as a polarization separation layer, it is possible to control the transmittance and the reflectance of the light branching layer according to the polarization state of the light emitted from the light guide plate. Play.

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、前記光源は1個または複数の発光体からなる1個の点光源であり、前記偏光分離層の透過軸は、前記点光源を略中心とした円の半径方向であることを特徴としている。   In the surface light source device of the present invention, in order to solve the above problems, the light source is one point light source composed of one or a plurality of light emitters, and the transmission axis of the polarization separation layer is substantially the same as the point light source. It is characterized by the radial direction of the circle with the center.

上記の発明によれば、光源が1個の点光源であって、偏光分離層の透過軸がこの点光源を略中心とした円の半径方向であるので、偏光分離層の透過率が向上し、面光源装置の光利用効率がより高くなるという効果を奏する。   According to the above invention, since the light source is a single point light source and the transmission axis of the polarization separation layer is in the radial direction of a circle with the point light source as the center, the transmittance of the polarization separation layer is improved. There is an effect that the light use efficiency of the surface light source device becomes higher.

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、前記偏光分離層に反射防止層が形成されていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the surface light source device of the present invention is characterized in that an antireflection layer is formed on the polarization separation layer.

上記の発明によれば、偏光分離層に反射防止層が形成されているので、偏光分離層の透過率が向上するという効果を奏する。   According to the invention, since the antireflection layer is formed on the polarization separation layer, the transmittance of the polarization separation layer is improved.

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、前記光源は1個または複数の発光体からなる1個の点光源であり、前記偏光分離層の透過軸は、前記点光源を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向であることを特徴としている。   In the surface light source device of the present invention, in order to solve the above problems, the light source is one point light source composed of one or a plurality of light emitters, and the transmission axis of the polarization separation layer is substantially the same as the point light source. It is characterized in that the direction is perpendicular to the radial direction of the center circle.

上記の発明によれば、光源が1個の点光源であって、偏光分離層に反射防止層が形成されており、偏光分離層の透過軸がこの点光源を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向であるので、光分岐層の透過率が向上し、面光源装置の光利用効率がより高くなるという効果を奏する。   According to the above invention, the light source is a single point light source, the antireflection layer is formed on the polarization separation layer, and the transmission axis of the polarization separation layer is in the radial direction of a circle whose center is the point light source. Therefore, the transmittance of the light branching layer is improved, and the light use efficiency of the surface light source device is further improved.

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、前記光分岐層と前記反射板との間に位相差フィルムが配置されていることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the surface light source device of the present invention is characterized in that a retardation film is disposed between the light branch layer and the reflector.

上記の発明によれば、光分岐層としての偏光分離層で反射された光の偏光方向を、位相差フィルムによって変えることにより、当該光が光反射層で反射して偏光分離層に再入射する際に、効率的に偏光分離層を透過するようにすることができるという効果を奏する。   According to the above invention, by changing the polarization direction of the light reflected by the polarization separation layer as the light branching layer by the retardation film, the light is reflected by the light reflection layer and reenters the polarization separation layer. In this case, there is an effect that the light can be efficiently transmitted through the polarization separation layer.

本発明の面光源装置は、上記課題を解決するために、前記位相差フィルムは、1/4波長条件を満たし、遅相軸が前記偏光分離層の光透過軸から45°傾いて配置されていることを特徴としている。   In the surface light source device of the present invention, in order to solve the above-described problem, the retardation film satisfies a ¼ wavelength condition, and a slow axis is disposed to be inclined by 45 ° from the light transmission axis of the polarization separation layer. It is characterized by being.

上記の発明によれば、位相差フィルムが、1/4波長条件を満たし、遅相軸が偏光分離層の透過軸から45゜傾いているので、偏光分離層で反射して位相差フィルムを透過し、光反射層で反射して再び位相差フィルムを透過した光の偏光方向が、偏光分離層の透過軸と平行になるので、光が非常に効率的に偏光分離層を透過するようにすることができるという効果を奏する。   According to the above invention, since the retardation film satisfies the ¼ wavelength condition and the slow axis is inclined 45 ° from the transmission axis of the polarization separation layer, it is reflected by the polarization separation layer and transmitted through the retardation film. In addition, since the polarization direction of the light reflected by the light reflection layer and again transmitted through the retardation film is parallel to the transmission axis of the polarization separation layer, the light is transmitted through the polarization separation layer very efficiently. There is an effect that can be.

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記面光源装置の前記修正手段側に液晶パネルが積層されてなることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the liquid crystal display device of the present invention is characterized in that a liquid crystal panel is laminated on the correction means side of the surface light source device.

上記の発明によれば、モアレ縞の発生を防止して薄型化を可能とした液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。   According to said invention, there exists an effect that the liquid crystal display device which prevented generation | occurrence | production of a moire fringe and enabled thickness reduction can be provided.

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記液晶パネルに形成された透過開口部ごとに、前記面光源装置の出力光を集光するマイクロレンズが1つ形成されていることを特徴としている。   In the liquid crystal display device of the present invention, in order to solve the above problems, one microlens for condensing the output light of the surface light source device is formed for each transmission aperture formed in the liquid crystal panel. It is characterized by.

上記の発明によれば、マイクロレンズによって、面光源装置の出力光を液晶パネルに形成された各透過開口部に効率よく集光することができるので、液晶パネルが面光源装置の出力光を効率よく表示に用いることができるという効果を奏する。   According to the above invention, since the output light of the surface light source device can be efficiently condensed on each transmission opening formed in the liquid crystal panel by the microlens, the liquid crystal panel efficiently outputs the output light of the surface light source device. There is an effect that it can be used for display well.

本発明の液晶表示装置は、上記課題を解決するために、前記液晶パネルに形成された複数の透過開口部が1つ以上の列をなし、前記列ごとに、前記面光源装置の出力光を集光するマイクロレンズが1つ形成されていることを特徴としている。   In the liquid crystal display device of the present invention, in order to solve the above-described problem, a plurality of transmission openings formed in the liquid crystal panel form one or more columns, and the output light of the surface light source device is output for each column. One condensing microlens is formed.

上記の発明によれば、マイクロレンズによって、面光源装置の出力光を液晶パネルに形成された各透過開口部に効率よく集光することができるので、液晶パネルが面光源装置の出力光を効率よく表示に用いることができるという効果を奏する。   According to the above invention, since the output light of the surface light source device can be efficiently condensed on each transmission opening formed in the liquid crystal panel by the microlens, the liquid crystal panel efficiently outputs the output light of the surface light source device. There is an effect that it can be used for display well.

本発明の面光源装置は、以上のように、光源と、前記光源から発せられた光を導入し内部で進行させる導光板と、前記導光板内部を進行する光を反射させて、前記導光板の光出射面から所定の方向へ出射させるように所定のピッチで形成された光取り出し手段と、前記導光板の前記光出射面から前記所定の方向へ出射した光の一部を透過し一部を反射する光分岐層と、前記光分岐層を透過して入射する光を、前記導光板の法線方向に近い方向に修正して前記導光板側と反対側に出射する修正手段と、前記導光板から漏れ出る光を前記導光板側へ反射させるように前記導光板の前記光分岐層側とは反対側に設けられた光反射層と、を備えており、前記修正手段から出射された後の光を出力光とする。   As described above, the surface light source device of the present invention reflects the light source, the light guide plate that introduces light emitted from the light source and travels inside, and reflects the light that travels inside the light guide plate. Light extraction means formed at a predetermined pitch so as to be emitted in a predetermined direction from the light emission surface of the light, and part of the light emitted in the predetermined direction from the light emission surface of the light guide plate is transmitted and partially A light branching layer that reflects the light, and a correction unit that corrects light incident through the light branching layer in a direction close to the normal direction of the light guide plate and emits the light to the opposite side of the light guide plate; A light reflecting layer provided on a side opposite to the light branching layer side of the light guide plate so as to reflect light leaking from the light guide plate to the light guide plate side, and emitted from the correction means The later light is output light.

以上により、モアレ縞の発生を防止して薄型化を可能とした面光源装置を提供することができるという効果を奏する。   As described above, there is an effect that it is possible to provide a surface light source device that can reduce the thickness by preventing the generation of moire fringes.

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。なお、以下で参照する図では、簡略のためにプリズムの個数を少なく記載しているが、実際の導光板にはもっと多数のプリズムが形成されている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the number of prisms is reduced for the sake of simplicity, but a larger number of prisms are formed on an actual light guide plate.

〔第一実施形態〕
本発明の一実施形態について、図1ないし図7を用いて説明すれば以下の通りである。
[First embodiment]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7 as follows.

本実施形態に係る液晶表示装置100の断面図を図1に示す。また、本実施形態に使用する面光源装置20の斜視図を図2に示す。   A cross-sectional view of the liquid crystal display device 100 according to the present embodiment is shown in FIG. Moreover, the perspective view of the surface light source device 20 used for this embodiment is shown in FIG.

図1に示すように、第一実施形態に係る液晶表示装置100は、液晶パネル10と面光源装置20との積層体から構成される。   As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 100 according to the first embodiment includes a laminate of a liquid crystal panel 10 and a surface light source device 20.

液晶パネル10は、TFT等のスイッチング素子や信号線等、および画素電極が、50μmピッチで形成された基板(TFT基板と呼ぶ)と、画素電極およびRGBのカラーフィルタが周期的に形成された基板(CF基板と呼ぶ)とを、液晶層を挟持するよう貼り合せた構成であって、透明電極によって規定される透過開口部11と、主にTFTや信号線等の金属電極によって規定される光遮光部12とを備えている。そして、透過開口部11に1対1に対応するよう、TFT基板の面光源装置20側の表面にマイクロレンズ13を形成してある。   The liquid crystal panel 10 includes a substrate on which switching elements such as TFTs, signal lines, and pixel electrodes are formed at a pitch of 50 μm (referred to as a TFT substrate), and a substrate on which pixel electrodes and RGB color filters are periodically formed. (Referred to as a CF substrate) is a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between the transparent opening 11 defined by a transparent electrode and light mainly defined by a metal electrode such as a TFT or a signal line. A light shielding portion 12. The microlens 13 is formed on the surface of the TFT substrate on the surface light source device 20 side so as to correspond to the transmission opening 11 on a one-to-one basis.

透過開口部11およびマイクロレンズ13の配置方法は、背景技術で説明した図14に示す千鳥配置としたが、他に図13のような配置でもよいし、図12のようにレンチキュラレンズと呼ばれるカマボコ状のマイクロレンズを、透過開口部の1列に対応して配置してもよい。   The arrangement method of the transmissive aperture 11 and the microlens 13 is the staggered arrangement shown in FIG. 14 described in the background art, but other arrangements as shown in FIG. 13 may be used. -Like microlenses may be arranged corresponding to one row of transmission openings.

マイクロレンズ13は公知の方法で形成することができる。具体的には、例えば、以下に説明する工程によって形成される。   The microlens 13 can be formed by a known method. Specifically, for example, it is formed by the steps described below.

まず、所望とするマイクロレンズ13の形状が精密に形成された金型原盤を用意する。金型原盤と液晶パネル10のTFT基板との間に紫外線硬化樹脂を封入する。続いて、封入した樹脂に紫外線を照射し、硬化させる。紫外線硬化樹脂を完全に硬化させた後、金型を静かに剥離する。   First, a mold master in which the desired shape of the microlens 13 is precisely formed is prepared. An ultraviolet curable resin is sealed between the mold master and the TFT substrate of the liquid crystal panel 10. Subsequently, the encapsulated resin is irradiated with ultraviolet rays and cured. After completely curing the UV curable resin, the mold is gently peeled off.

上記の方法を用いれば、光学特性の高いマイクロレンズ13を、容易に、かつ高い量産性で製造することができる。マイクロレンズ13の材料には、完全に硬化した状態で透明性が高く、かつ複屈折の小さい紫外線硬化樹脂が好適に用いられる。なお、上記方法以外に、例えばイオン交換法やフォトリソグラフィ法、熱だれ法などが用いられる。   If the above method is used, the microlens 13 having high optical characteristics can be easily manufactured with high mass productivity. As the material of the microlens 13, an ultraviolet curable resin having high transparency in a completely cured state and low birefringence is preferably used. In addition to the above method, for example, an ion exchange method, a photolithography method, a heat dripping method, or the like is used.

また、こうして作成された液晶パネル10の表裏面には、図示しない偏光板や視角補償用の位相差フィルム等を配置してある。   Further, on the front and back surfaces of the liquid crystal panel 10 thus prepared, a polarizing plate (not shown), a retardation film for viewing angle compensation, and the like are arranged.

面光源装置20は、光源1、導光板2、反射板4、プリズムシート5、および、光分岐層6を備えている。反射板4、導光板2、光分岐層6、および、プリズムシート5はこの順で積層されている。   The surface light source device 20 includes a light source 1, a light guide plate 2, a reflection plate 4, a prism sheet 5, and a light branching layer 6. The reflection plate 4, the light guide plate 2, the light branching layer 6, and the prism sheet 5 are laminated in this order.

光源1は、導光板2の側方に配置されている。光源1には、導光板2の幅寸法と比較して十分に幅の狭い光源が用いられ、例えば発光ダイオード(LED)を使用することができる。これにより、光源1は導光板2にとって1個の点光源となる。光源1には、導光板2の幅寸法と比較して十分に小さい幅で配置できるのであれば、1個の発光体からなるもの以外に、複数の発光体が並べられて1個の光源として配置されたものでも、点光源として使用することができる。例えば、1個のLEDランプ内に2つのLEDチップを実装したLEDランプや、LEDランプを2個近接して並べた場合などがこれに該当する。   The light source 1 is disposed on the side of the light guide plate 2. As the light source 1, a light source having a sufficiently narrow width as compared with the width dimension of the light guide plate 2 is used. For example, a light emitting diode (LED) can be used. Thereby, the light source 1 becomes one point light source for the light guide plate 2. If the light source 1 can be arranged with a sufficiently small width compared to the width dimension of the light guide plate 2, a plurality of light emitters are arranged in addition to one light emitter to form one light source. Even those arranged can be used as point light sources. For example, this corresponds to an LED lamp in which two LED chips are mounted in one LED lamp, or a case where two LED lamps are arranged close to each other.

発光ダイオードに代表される小型薄型の点光源を使用することによって、薄型の導光板2にも光源光を効率的に入射可能であることから、薄型の面光源装置20を提供することができる。   By using a small and thin point light source typified by a light emitting diode, light source light can be efficiently incident on the thin light guide plate 2, so that the thin surface light source device 20 can be provided.

導光板2はアクリル等の透明な材料からなる。本実施形態では、導光板2を射出成形によって作成する。導光板2は、略長方形状の平板であり、端部に光入射面2cが形成される。光入射面2cの外側に、光源1が配置されている。また、光源から発せられる光を効率的に内部に取り込めるように光入射面2c周辺部分の厚みを大きくしてもよい。その場合には、導光板2の厚みが異なる部分をつなげる領域は、導光を妨げないように緩やかな曲線を描く形状とする。導光板2の光分岐層6側の面が光出射面2aとなっている。   The light guide plate 2 is made of a transparent material such as acrylic. In the present embodiment, the light guide plate 2 is created by injection molding. The light guide plate 2 is a substantially rectangular flat plate, and a light incident surface 2c is formed at an end portion. The light source 1 is disposed outside the light incident surface 2c. Further, the thickness of the peripheral portion of the light incident surface 2c may be increased so that the light emitted from the light source can be taken into the interior efficiently. In that case, the region connecting the portions having different thicknesses of the light guide plate 2 has a shape that draws a gentle curve so as not to disturb the light guide. The surface of the light guide plate 2 on the light branching layer 6 side is a light emitting surface 2a.

また、導光板2の光出射面2aに対向する面2bには、凹凸パターン(光取り出し手段)3が形成されている。本実施形態では、凹凸パターン3の形状をあらかじめ射出成形用金型に作成しておき、導光板2の射出成形と同時に凹凸パターン3も形成するようにしている。なお導光板2の厚みは、0.4mmとした。   In addition, an uneven pattern (light extraction means) 3 is formed on the surface 2 b of the light guide plate 2 that faces the light exit surface 2 a. In this embodiment, the shape of the concavo-convex pattern 3 is created in advance in an injection mold, and the concavo-convex pattern 3 is formed simultaneously with the injection molding of the light guide plate 2. The light guide plate 2 has a thickness of 0.4 mm.

凹凸パターン3の反射面は、図2に示すように、点光源である光源1を中心とした円の半径方向であるY方向に対して直交するX方向に延びるように形成されている。言い換えれば、凹凸パターン3は、X方向に延びる溝によって構成されている。これにより、導光板2の内部を全反射しながら導光する光が、凹凸パターン3により進行方向を変えられることによって、光出射面2aの面に平行に近い角度で出射される。なお、凹凸パターン3は導光板2の一部として設けられているが、光取り出し手段としては、導光板2とは別に設けられたものであってもよい。   As shown in FIG. 2, the reflection surface of the uneven pattern 3 is formed so as to extend in the X direction orthogonal to the Y direction that is the radial direction of a circle centering on the light source 1 that is a point light source. In other words, the concavo-convex pattern 3 is constituted by a groove extending in the X direction. Thereby, the light guided while totally reflecting the inside of the light guide plate 2 is emitted at an angle close to parallel to the surface of the light emitting surface 2 a by changing the traveling direction by the concave-convex pattern 3. Although the uneven pattern 3 is provided as a part of the light guide plate 2, the light extraction means may be provided separately from the light guide plate 2.

光出射面2aの面に平行に近い角度で出射された光は、プリズムシート5により導光板2の法線方向、すなわち光出射面2aの法線方向に出射方向を修正される。また、光強度の面内の均一性を得るために、光源1から離れるにつれて、隣接する凹凸パターン3同士の間隔が短くなるようにした。具体的には凹凸パターン3のピッチは50μm〜100μmとした。   Light emitted at an angle close to parallel to the surface of the light exit surface 2a is corrected by the prism sheet 5 in the normal direction of the light guide plate 2, that is, the normal direction of the light exit surface 2a. Further, in order to obtain in-plane uniformity of the light intensity, the distance between the adjacent uneven patterns 3 is shortened as the distance from the light source 1 increases. Specifically, the pitch of the concavo-convex pattern 3 was 50 μm to 100 μm.

プリズムシート(修正手段)5としては、薄い透明シート上に、多数のプリズムが樹脂成形されたものを使用した。このようなシートは金型を用いた2P法により容易に作成可能である。プリズムシート5のプリズムについても、導光板2の凹凸パターン3と同様に、点光源である光源1を中心とした同心円状に配置される。プリズムは、プリズムシート5の導光板2側の面に形成されている。プリズムシート5のプリズムのピッチは15μmとし、導光板2から出射した光を効率よく導光板2の法線方向に修正するように、プリズムの傾斜角度を規定している。プリズムシート5は、このように方向を修正した光を、導光板2側とは反対側に出射する。なお、プリズムシート5は、入射する光を必ずしも導光板2の法線方向に修正するものに限らず、入射する光を導光板2の法線方向に近い方向に修正するものであればよい。   As the prism sheet (correcting means) 5, a thin transparent sheet on which a large number of prisms are resin-molded was used. Such a sheet can be easily produced by the 2P method using a mold. The prisms of the prism sheet 5 are also arranged concentrically around the light source 1 that is a point light source, similarly to the concave-convex pattern 3 of the light guide plate 2. The prism is formed on the surface of the prism sheet 5 on the light guide plate 2 side. The prism pitch of the prism sheet 5 is 15 μm, and the inclination angle of the prism is defined so that the light emitted from the light guide plate 2 is efficiently corrected in the normal direction of the light guide plate 2. The prism sheet 5 emits the light whose direction is corrected in this way to the side opposite to the light guide plate 2 side. The prism sheet 5 is not necessarily limited to correcting incident light in the normal direction of the light guide plate 2, but may be any material that corrects incident light in a direction close to the normal direction of the light guide plate 2.

プリズムシート5から出射された後の光は、面光源装置20の出力光となる。プリズムシート5に液晶パネルなどの光照射対象が直接接続される場合には、プリズムシート5の出射光がそのまま面光源装置20の出力光となる。プリズムシート5にさらに面光源装置20の部材として接続されるものがある場合には、それらの部材を通過した後の光が面光源装置20の出力光となる。   The light emitted from the prism sheet 5 becomes output light from the surface light source device 20. When a light irradiation target such as a liquid crystal panel is directly connected to the prism sheet 5, the emitted light of the prism sheet 5 becomes the output light of the surface light source device 20 as it is. When there is a prism sheet 5 that is further connected as a member of the surface light source device 20, the light after passing through those members becomes the output light of the surface light source device 20.

反射板(光反射層)4は、導光板2から漏れ出る光を導光板2側へ反射させるように、導光板2の光分岐層6側とは反対側に設けられている。反射板4は、これにより、導光板2の光出射面2aとは反対側の面2bから漏れ出る光を導光板2側へと反射し、この光を光出射面2aから出射する光に寄与させる。反射板4は、金属薄膜や誘電体多層膜が形成された薄型のシートであって、拡散が少なく、反射率が高いことが好ましい。反射板4は、導光板2の凹凸パターン3が形成された面2bの外側に配置されている。実際の凹凸パターン3の占有面積は、導光板2の全面積に対して小さく、また、凹凸パターン3での界面反射率は約4%である(導光板2内を導光する光に対しては100%全反射する)ことから、反射板4による反射光は、導光板2の光出射面2aからの出射光の大部分を占める。   The reflection plate (light reflection layer) 4 is provided on the side opposite to the light branching layer 6 side of the light guide plate 2 so that the light leaking from the light guide plate 2 is reflected to the light guide plate 2 side. Accordingly, the reflecting plate 4 reflects light leaking from the surface 2b opposite to the light emitting surface 2a of the light guide plate 2 toward the light guiding plate 2 and contributes to the light emitted from the light emitting surface 2a. Let The reflecting plate 4 is a thin sheet on which a metal thin film or a dielectric multilayer film is formed, and it is preferable that the reflecting plate 4 has little diffusion and high reflectance. The reflection plate 4 is disposed outside the surface 2b on which the concave / convex pattern 3 of the light guide plate 2 is formed. The actual occupation area of the concave / convex pattern 3 is smaller than the total area of the light guide plate 2, and the interface reflectance at the concave / convex pattern 3 is about 4% (for light guided through the light guide plate 2). Therefore, the light reflected by the reflecting plate 4 occupies most of the light emitted from the light emitting surface 2 a of the light guide plate 2.

光分岐層6は、導光板2の光出射面2aから出射した光の一部を透過し、一部を反射する。本実施形態では、光分岐層6として、ハーフミラーを用いた。ハーフミラーは、薄い透明なシート上に、銀やアルミニウム等の金属薄膜や誘電体多層膜を、半透明の状態になるよう薄く形成することで作成することができる。   The light branching layer 6 transmits a part of the light emitted from the light emitting surface 2a of the light guide plate 2 and reflects a part thereof. In the present embodiment, a half mirror is used as the light branching layer 6. The half mirror can be created by forming a thin metal film such as silver or aluminum or a dielectric multilayer film on a thin transparent sheet so as to be in a semitransparent state.

ハーフミラーの透過率については、ハーフミラーの透過率および反射率の設定が容易であることから、凹凸パターン3およびプリズムシート5の設計に応じて自由に変更可能であるが、通常は透過と反射とが1対1となる透過率50%程度が好ましい。   The transmittance of the half mirror can be freely changed according to the design of the concave / convex pattern 3 and the prism sheet 5 because the transmittance and reflectance of the half mirror can be easily set. A transmittance of about 50% is preferable.

本実施形態では、ハーフミラーは面内で均一な透過率のものとしたが、面内で透過率を不均一にしてもよい。例えば、ハーフミラーの面内領域を縦横5分割として、それぞれの枡目について透過率を変えた例を図3に示す。同図のハーフミラーでは、中央付近の透過率が最も高く、周辺に向かうにつれて低くなる。このように中央付近の透過率を高くすることによって、中央付近を透過する光が増大するために、中央付近の輝度を向上することができる。   In the present embodiment, the half mirror has a uniform transmittance in the plane, but the transmittance may be non-uniform in the plane. For example, FIG. 3 shows an example in which the in-plane region of the half mirror is divided into 5 parts in length and breadth and the transmittance is changed for each grid. In the half mirror of the figure, the transmittance near the center is the highest, and decreases toward the periphery. By increasing the transmittance near the center in this way, the light transmitted near the center increases, so that the luminance near the center can be improved.

また、別の設計として、光源1から離れるにしたがって透過率を上げることで、導光板2の終端部から漏れる光を少なくして、光利用効率の高い面光源装置を作成することも可能である。   As another design, it is also possible to increase the transmittance as the distance from the light source 1 is reduced, thereby reducing the light leaking from the terminal portion of the light guide plate 2 and creating a surface light source device with high light utilization efficiency. .

このような透過率が面内で不均一なハーフミラーについては、例えばマスク蒸着等によって作成することができる。   Such a half mirror with non-uniform transmittance in the plane can be formed by, for example, mask vapor deposition.

また別の光分岐層6の例として、反射率の高い鏡面に開口を形成した反射層からなるものが挙げられる。開口形状としては、丸い形状や四角形状、ライン状等さまざまな形状が考えられるが、モアレ縞を防ぐためには、その隣接する開口同士間のピッチは、液晶パネル10の画素ピッチと比較して十分小さくなければならない。また、面内で不均一な形状、配置および透過率としても良い。   Another example of the light branching layer 6 includes a reflective layer in which an opening is formed on a mirror surface having a high reflectance. Various shapes such as a round shape, a square shape, and a line shape are conceivable as the opening shape. However, in order to prevent moire fringes, the pitch between the adjacent openings is sufficient compared to the pixel pitch of the liquid crystal panel 10. Must be small. Moreover, it is good also as a nonuniform shape, arrangement | positioning, and the transmittance | permeability in a surface.

さらに別の光分岐層6の例として、偏光分離層からなるものが挙げられる。偏光分離層とは、例えば3M社製の製品名DBEFに代表される、所定軸方向の偏光を選択的に透過させ、それ以外の偏光を反射する機能を備える偏光選択反射フィルムのことを指す。偏光分離層を用いれば、光分岐層6の透過率および反射率を、導光板2から出射する光の偏光状態に合わせて制御することができる。   Still another example of the light branching layer 6 includes a polarization splitting layer. The polarization separation layer refers to a polarization selective reflection film having a function of selectively transmitting polarized light in a predetermined axis direction and reflecting other polarized light, represented by a product name DBEF manufactured by 3M, for example. If the polarization separation layer is used, the transmittance and reflectance of the light branching layer 6 can be controlled in accordance with the polarization state of the light emitted from the light guide plate 2.

図4および図5に、光分岐層6として偏光分離層7を用いた場合の断面図を示す。   4 and 5 are cross-sectional views when the polarization splitting layer 7 is used as the light branching layer 6.

偏光分離層7の透過軸の方向は、図2で用いたX方向、Y方向を用いると、図4では、透過軸がY方向の場合であり、図5では透過軸がX方向の場合である。   As the direction of the transmission axis of the polarization separation layer 7, when the X direction and the Y direction used in FIG. 2 are used, in FIG. 4, the transmission axis is the Y direction, and in FIG. 5, the transmission axis is the X direction. is there.

図4および図5の構成では、偏光分離層7で反射された光が、反射板4で反射して偏光分離層7に再入射する際に、効率的に偏光分離層7を透過するように、反射板4の導光板2側の面上に位相差フィルム8を積層している。偏光分離層7としては、3M社製のDBEFを使用した。   4 and 5, the light reflected by the polarization separation layer 7 is efficiently transmitted through the polarization separation layer 7 when reflected by the reflection plate 4 and re-enters the polarization separation layer 7. The retardation film 8 is laminated on the surface of the reflection plate 4 on the light guide plate 2 side. As the polarization separation layer 7, DBEF manufactured by 3M Company was used.

位相差フィルム8は、偏光分離層7と反射板4との間に配置されれば良く、偏光分離層7と導光板2との間に配置しても同等の効果が得られる。また、位相差フィルム8は必ずしも必要ではない。   The retardation film 8 may be disposed between the polarization separation layer 7 and the reflection plate 4, and the same effect can be obtained even when disposed between the polarization separation layer 7 and the light guide plate 2. The retardation film 8 is not always necessary.

位相差フィルム8は透明であって、位相差は1/4波長条件を満たし(より具体的にはリタデーション値が約140nmであって)、遅相軸が偏光分離層の透過軸から45゜傾いていることが好ましい。この場合には、偏光分離層7で反射して位相差フィルム8を透過し、反射板4で反射して再び位相差フィルム8を透過した光の偏光方向が、偏光分離層7の透過軸と平行になるので、光が非常に効率的に偏光分離層7を透過する。また、導光板2の成形の際に導光板2の内部に複屈折が発生する場合は、それも考慮して位相差を設定すると好ましい。   The retardation film 8 is transparent, the retardation satisfies a quarter wavelength condition (more specifically, the retardation value is about 140 nm), and the slow axis is inclined by 45 ° from the transmission axis of the polarization separation layer. It is preferable. In this case, the polarization direction of the light reflected by the polarization separation layer 7 and transmitted through the retardation film 8, reflected by the reflection plate 4 and transmitted through the retardation film 8 again is the transmission axis of the polarization separation layer 7. Since they are parallel, light is transmitted through the polarization splitting layer 7 very efficiently. Further, when birefringence occurs inside the light guide plate 2 when the light guide plate 2 is molded, it is preferable to set the phase difference in consideration thereof.

偏光分離層7の透過軸がX方向またはY方向である場合に、偏光分離層7の透過率を測定した結果を表1に示す。   Table 1 shows the results of measuring the transmittance of the polarization separation layer 7 when the transmission axis of the polarization separation layer 7 is the X direction or the Y direction.

Figure 2007329099
Figure 2007329099

表1は、導光板2からの出射光を想定し、無偏光の光を70°方向から入射したときの、偏光分離層7の透過率を測定した結果である。透過軸がX方向である場合には透過率は22%であり、透過軸がY方向である場合には透過率は33%であった。すなわち、偏光分離層7の透過軸をY方向としたほうが、透過率が向上し、面光源装置20の光利用効率がより高くなるため好ましい。   Table 1 shows the result of measuring the transmittance of the polarization separating layer 7 when light emitted from the light guide plate 2 is assumed and non-polarized light is incident from the 70 ° direction. When the transmission axis was in the X direction, the transmittance was 22%, and when the transmission axis was in the Y direction, the transmittance was 33%. That is, it is preferable to set the transmission axis of the polarization separation layer 7 in the Y direction because the transmittance is improved and the light use efficiency of the surface light source device 20 is higher.

また表1には、偏光分離層7の表裏面に反射防止層を形成した場合についても同様の結果を示した。反射防止層を形成した場合は、偏光分離層7の表面での光反射が低減するため、透過率が高まる。反射防止層としては、微細構造からなるモスアイ構造を使用した。反射防止層を形成した場合には、透過軸がX方向である場合に透過率は42%であり、透過軸がY方向である場合に透過率は33%であった。   Table 1 also shows the same results when an antireflection layer is formed on the front and back surfaces of the polarization separation layer 7. When the antireflection layer is formed, the light reflection on the surface of the polarization separation layer 7 is reduced, so that the transmittance is increased. As the antireflection layer, a moth-eye structure having a fine structure was used. When the antireflection layer was formed, the transmittance was 42% when the transmission axis was in the X direction, and the transmittance was 33% when the transmission axis was in the Y direction.

すなわち、反射防止層を形成した場合には、偏光分離層7の透過軸をX方向としたほうが、光分岐層6の透過率が向上し、面光源装置20の光利用効率がより高くなる。この結果は、特に斜め入射の場合のX方向の光について、表面反射が非常に大きいことを示している。これはフレネルの法則からも容易に推測できる結果である。   That is, when the antireflection layer is formed, the transmittance of the light branching layer 6 is improved and the light use efficiency of the surface light source device 20 is higher when the transmission axis of the polarization separation layer 7 is in the X direction. This result shows that surface reflection is very large especially for light in the X direction in the case of oblique incidence. This is a result that can be easily inferred from Fresnel's law.

反射防止層としては、多層膜を蒸着したものを使用してもよい。その場合、例えば70°方向等の斜めの角度で表面反射率がもっとも低くなるようにそれぞれの膜厚を決定することが好ましい。   As the antireflection layer, a multilayer film deposited may be used. In that case, it is preferable to determine the respective film thicknesses so that the surface reflectance becomes the lowest at an oblique angle such as the 70 ° direction.

偏光分離層7としては、他にらせん構造の選択反射を利用したものや、ワイヤーグリッド偏光子等も使用できる。   As the polarization separation layer 7, a layer utilizing selective reflection of a spiral structure, a wire grid polarizer, or the like can be used.

なお、さらに他の光分岐層として、例えば透明基板や別の液晶パネル等も可能である。   As still another light branching layer, for example, a transparent substrate or another liquid crystal panel can be used.

以上の構成の面光源装置20では、光分岐層6が、導光板2の光出射面2aから出射した光を、一部透過し、一部反射するために、図6に示すように、導光板2が薄いにも関わらず、導光板2の凹凸パターン3のピッチに起因する出射パターンの濃淡が緩和された状態の光がプリズムシート5に入射する。以上の方法で作成した液晶パネル10と面光源装置20とを積層して液晶表示装置100を構成したところ、面光源装置20においてプリズムシート5への入射光が光分岐層6によって一様な強度分布を有するものとなっているために、導光板2が薄いにもかかわらず、表示を害するモアレ縞は発生しなかった。   In the surface light source device 20 having the above-described configuration, the light branching layer 6 partially transmits and partially reflects the light emitted from the light emitting surface 2a of the light guide plate 2, as shown in FIG. Although the light plate 2 is thin, light in a state in which the density of the emission pattern due to the pitch of the uneven pattern 3 of the light guide plate 2 is relaxed enters the prism sheet 5. When the liquid crystal panel 10 and the surface light source device 20 created by the above method are stacked to form the liquid crystal display device 100, the light incident on the prism sheet 5 in the surface light source device 20 has a uniform intensity by the light branching layer 6. Since it has a distribution, moire fringes that impair the display were not generated even though the light guide plate 2 was thin.

また、面光源装置20は拡散層が不要である他、光の平行度が変わらないので面光源装置の正面輝度を低下させることもなく、マイクロレンズ13を備えていても、集光効果が低下することはなかった。   Further, the surface light source device 20 does not require a diffusion layer, and since the parallelism of light does not change, the front luminance of the surface light source device does not decrease, and even if the microlens 13 is provided, the light collection effect is reduced. I never did.

また、光分岐層6として偏光分離層7を用いた場合では、偏光分離層7の透過軸と、液晶パネル10に設置した偏光板の透過軸とを一致させるように配置すると、液晶表示装置100の輝度が1.5倍に向上し、明るい表示となった。   Further, when the polarization separation layer 7 is used as the light branching layer 6, the liquid crystal display device 100 is arranged such that the transmission axis of the polarization separation layer 7 and the transmission axis of the polarizing plate installed in the liquid crystal panel 10 are aligned. The brightness of the display was improved by 1.5 times, resulting in a bright display.

ここで、導光板2の凹凸パターン3のピッチpおよび導光板2の厚みdと、面光源装置20の効果との関係について述べておく。背景技術の説明から分かるように、導光板31に一般的な樹脂材料であるアクリルを使用し、濃淡が認識できる光強度の減衰率を20%とすると、このような従来の典型的な構成ではp/d>0.2でモアレ縞が発生していた。しかし、本実施形態の面光源装置20によれば、p/d>0.2でもモアレ縞の発生を防止することができる。また、ピッチpを50μm以下で形成するのが極めて困難であるために、一般的な下限値付近の100μmをピッチpとして設定したとき、p/d>0.2はd≦0.5mmのときであり、モアレ縞の発生を厚みが0.5mm以下の薄い導光板2で良好に防止することができる。   Here, the relationship between the pitch p of the uneven pattern 3 of the light guide plate 2 and the thickness d of the light guide plate 2 and the effect of the surface light source device 20 will be described. As can be seen from the description of the background art, when acrylic, which is a general resin material, is used for the light guide plate 31 and the attenuation factor of light intensity that can be recognized by light and shade is 20%, in such a conventional typical configuration, Moire fringes were generated at p / d> 0.2. However, according to the surface light source device 20 of the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of moire fringes even when p / d> 0.2. Further, since it is extremely difficult to form the pitch p at 50 μm or less, when 100 μm near the general lower limit is set as the pitch p, p / d> 0.2 is d ≦ 0.5 mm. Thus, generation of moire fringes can be satisfactorily prevented by the thin light guide plate 2 having a thickness of 0.5 mm or less.

比較例として、光分岐層6を配置しない以外は第一実施形態と同じ構成の面光源装置と、液晶パネルとを積層して液晶表示装置を作成した結果、モアレ縞が発生し表示を著しく害した。   As a comparative example, a liquid crystal display device was produced by laminating a surface light source device having the same configuration as that of the first embodiment except that the light branching layer 6 was not arranged, and a liquid crystal display panel. did.

〔第二実施形態〕
本発明の他の実施形態について、図7を用いて説明すれば以下の通りである。なお、前記第一実施形態で説明した部材と同一の符号の部材については、特に断らない限り、同一の機能を有するものとする。
[Second Embodiment]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In addition, about the member of the same code | symbol as the member demonstrated in said 1st embodiment, it shall have the same function unless there is particular notice.

図7に、本実施形態に係る面光源装置120の斜視図を示す。なお、面光源装置120の断面図は図1と同様である。   FIG. 7 is a perspective view of the surface light source device 120 according to the present embodiment. The cross-sectional view of the surface light source device 120 is the same as FIG.

面光源装置120は、凹凸パターン3およびプリズムシート5のプリズムを、導光板2の光入射面2cに平行となるように形成し、第一実施形態で用いた光源1を、光入射面2cの外側に光入射面2cに沿って厚み方向と直交する方向に複数個(ここでは3個)並べたこと以外は、第一実施形態の面光源装置20と同様の構成である。   The surface light source device 120 forms the uneven pattern 3 and the prism of the prism sheet 5 so as to be parallel to the light incident surface 2c of the light guide plate 2, and the light source 1 used in the first embodiment is connected to the light incident surface 2c. The configuration is the same as that of the surface light source device 20 of the first embodiment except that a plurality (three in this case) are arranged in the direction orthogonal to the thickness direction along the light incident surface 2c.

以上の方法で作成した液晶パネル10と面光源装置120とを積層した結果、液晶パネル10の画素ピッチと導光板2の凹凸パターン3のピッチとが近いにもかかわらず、表示を害するモアレ縞は発生しなかった。   As a result of laminating the liquid crystal panel 10 and the surface light source device 120 created by the above method, the moire fringes that impair the display, although the pixel pitch of the liquid crystal panel 10 and the pitch of the concavo-convex pattern 3 of the light guide plate 2 are close to each other. Did not occur.

また、光分岐層6として偏光分離層7を用いた場合では、偏光分離層7の透過軸と、液晶パネル10に設置した偏光板の透過軸とを一致させるように配置すると、液晶表示装置の輝度が1.5倍に向上し、明るい表示となった。   In the case where the polarization separation layer 7 is used as the light branching layer 6, if the transmission axis of the polarization separation layer 7 and the transmission axis of the polarizing plate installed in the liquid crystal panel 10 are arranged to coincide, The brightness was improved by a factor of 1.5, resulting in a bright display.

なお、本実施形態では、3個よりもっと多くの光源1を使用することもできる。また、光源1として蛍光管等線状の光源を使用することもできる。   In the present embodiment, more light sources 1 than three light sources can be used. Further, a linear light source such as a fluorescent tube can be used as the light source 1.

本実施形態のように、光源1が複数の点光源の集合体による擬似線光源や、線光源そのものからなる場合には、比較的大きな導光板2にも均一に光を入射可能であることから、面光源装置120を、携帯電話よりも少し大きめの中型液晶にも応用することができる。   As in the present embodiment, when the light source 1 is composed of a pseudo-line light source composed of an assembly of a plurality of point light sources or the line light source itself, light can be uniformly incident on a relatively large light guide plate 2. The surface light source device 120 can also be applied to a medium-sized liquid crystal that is slightly larger than a mobile phone.

以上、各実施形態について述べた。   Each embodiment has been described above.

ところで、特許文献3には、導光板と修正手段との間に、多層構造体からなる光分岐層を配置した例が記載されている。   By the way, Patent Document 3 describes an example in which a light branching layer made of a multilayer structure is disposed between a light guide plate and a correcting means.

しかしこの構成は、面光源装置の出射光を偏光とし、液晶表示装置の輝度を向上させることが目的であり、導光板の薄さから発生するモアレ縞については記載されていない。   However, this configuration is intended to improve the luminance of the liquid crystal display device by using the light emitted from the surface light source device as polarized light, and does not describe moire fringes generated due to the thinness of the light guide plate.

また、この構成は線光源に特化しており、光源を中心とした同心円状に形成した面光源装置については記載されておらず、より平行光が必要とされるマイクロレンズを備えた液晶表示装置には使用できない。   Further, this configuration is specialized for a linear light source, and a surface light source device formed concentrically around the light source is not described, but a liquid crystal display device having a microlens that requires more parallel light Can not be used.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、携帯機器に搭載される液晶表示装置に特に好適に使用することができる。   The present invention can be particularly suitably used for a liquid crystal display device mounted on a portable device.

本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示す断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1, showing an embodiment of the present invention, is a cross-sectional view showing a main configuration of a liquid crystal display device. 図1の液晶表示装置に用いられる面光源装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the surface light source device used for the liquid crystal display device of FIG. 光分岐層をハーフミラーで構成した場合の、透過率の面内分布を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the in-plane distribution of the transmittance | permeability at the time of comprising a light branch layer with a half mirror. 光分岐層を偏光分離層で構成した場合の、第1の透過軸の方向を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the direction of the 1st transmission axis at the time of comprising a light branch layer with a polarization separation layer. 光分岐層を偏光分離層で構成した場合の、第2の透過軸の方向を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the direction of the 2nd transmission axis at the time of comprising a light branch layer with a polarization separation layer. 図1の液晶表示装置における面光源装置の出力光の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of the output light of the surface light source device in the liquid crystal display device of FIG. 本発明の他の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の要部構成を示す断面図である。FIG. 24, showing another embodiment of the present invention, is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of a liquid crystal display device. 従来技術を示すものであり、面光源装置の要部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a prior art and shows the principal part structure of a surface light source device. 図8の面光源装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the surface light source device of FIG. 従来技術を示すものであり、光源を点光源とした面光源装置の要部構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a prior art and shows the principal part structure of the surface light source device which used the light source as the point light source. マイクロレンズを備えた液晶パネルが積層された液晶表示装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the liquid crystal display device with which the liquid crystal panel provided with the micro lens was laminated | stacked. マイクロレンズの第1の構成例を示す平面図および断面図である。It is the top view and sectional drawing which show the 1st structural example of a micro lens. マイクロレンズの第2の構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd structural example of a micro lens. マイクロレンズの第3の構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the 3rd structural example of a micro lens. 厚い導光板を有する面光源装置を備えた液晶表示装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the liquid crystal display device provided with the surface light source device which has a thick light-guide plate. 薄い導光板を有する面光源装置を備えた液晶表示装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the liquid crystal display device provided with the surface light source device which has a thin light-guide plate. 導光板の寸法とモアレ縞の発生との関係を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the relationship between the dimension of a light-guide plate, and generation | occurrence | production of a moire fringe. 拡散層を有する面光源装置を備えた液晶表示装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the liquid crystal display device provided with the surface light source device which has a diffused layer.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源(点光源)
2 導光板
2a 光出射面
3 凹凸パターン(光取り出し手段)
4 反射板(光反射層)
5 プリズムシート(修正手段)
6 光分岐層
7 偏光分離層(光分岐層)
8 位相差フィルム
10 液晶パネル
11 透過開口部
13 マイクロレンズ
20 面光源装置
100、120
液晶表示装置
1 Light source (point light source)
2 Light guide plate 2a Light exit surface 3 Uneven pattern (light extraction means)
4 Reflector (light reflection layer)
5 Prism sheet (correction means)
6 Light branching layer 7 Polarization separation layer (light branching layer)
8 Retardation film 10 Liquid crystal panel 11 Transmission opening 13 Microlens 20 Surface light source device 100, 120
Liquid crystal display

Claims (15)

光源と、
前記光源から発せられた光を導入し内部で進行させる導光板と、
前記導光板内部を進行する光を反射させて、前記導光板の光出射面から所定の方向へ出射させるように所定のピッチで形成された光取り出し手段と、
前記導光板の前記光出射面から前記所定の方向へ出射した光の一部を透過し一部を反射する光分岐層と、
前記光分岐層を透過して入射する光を、前記導光板の法線方向に近い方向に修正して前記導光板側と反対側に出射する修正手段と、
前記導光板から漏れ出る光を前記導光板側へ反射させるように前記導光板の前記光分岐層側とは反対側に設けられた光反射層と、
を備えており、
前記修正手段から出射された後の光を出力光とすることを特徴とする面光源装置。
A light source;
A light guide plate that introduces light emitted from the light source and advances the light internally;
Light extraction means formed at a predetermined pitch so as to reflect the light traveling inside the light guide plate and emit it in a predetermined direction from the light output surface of the light guide plate;
A light branching layer that transmits a part of the light emitted in the predetermined direction from the light emitting surface of the light guide plate and reflects a part thereof;
Correcting means that corrects light incident through the light branch layer in a direction close to the normal direction of the light guide plate and emits the light to the side opposite to the light guide plate side;
A light reflecting layer provided on the side opposite to the light branching layer side of the light guide plate so as to reflect light leaking from the light guide plate to the light guide plate side;
With
A surface light source device characterized in that the light emitted from the correcting means is output light.
前記光源は1個または複数の点光源からなることを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 1, wherein the light source includes one or a plurality of point light sources. 前記光源は1個または複数の発光体からなる1個の点光源であり、
前記光取り出し手段は、前記点光源を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向に延びるパターンとして形成されており、前記パターンが前記円の半径方向に前記所定のピッチで配置されたものであることを特徴とする請求項1に記載の面光源装置。
The light source is one point light source composed of one or a plurality of light emitters,
The light extraction means is formed as a pattern extending in a direction orthogonal to a radial direction of a circle having the point light source substantially at the center, and the pattern is arranged at the predetermined pitch in the radial direction of the circle. The surface light source device according to claim 1, wherein the surface light source device is a device.
前記光取り出し手段の前記所定のピッチをp、前記導光板の厚みをdとしたとき、
p/d>0.2
を満たしていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の面光源装置。
When the predetermined pitch of the light extraction means is p and the thickness of the light guide plate is d,
p / d> 0.2
The surface light source device according to claim 1, wherein:
前記導光板の厚みは0.5mm以下であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 1, wherein a thickness of the light guide plate is 0.5 mm or less. 前記光分岐層はハーフミラーからなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 1, wherein the light branching layer includes a half mirror. 前記光分岐層は偏光分離層からなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 1, wherein the light branching layer includes a polarization separation layer. 前記光源は1個または複数の発光体からなる1個の点光源であり、
前記偏光分離層の透過軸は、前記点光源を略中心とした円の半径方向であることを特徴とする請求項7に記載の面光源装置。
The light source is one point light source composed of one or a plurality of light emitters,
The surface light source device according to claim 7, wherein a transmission axis of the polarization separation layer is a radial direction of a circle substantially centered on the point light source.
前記偏光分離層に反射防止層が形成されていることを特徴とする請求項7に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 7, wherein an antireflection layer is formed on the polarization separation layer. 前記光源は1個または複数の発光体からなる1個の点光源であり、
前記偏光分離層の透過軸は、前記点光源を略中心とした円の半径方向に対して直交する方向であることを特徴とする請求項9に記載の面光源装置。
The light source is one point light source composed of one or a plurality of light emitters,
10. The surface light source device according to claim 9, wherein a transmission axis of the polarization separation layer is a direction orthogonal to a radial direction of a circle having the point light source substantially in the center.
前記光分岐層と前記反射板との間に位相差フィルムが配置されていることを特徴とする請求項7ないし10のいずれか1項に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 7, wherein a retardation film is disposed between the light branching layer and the reflecting plate. 前記位相差フィルムは、1/4波長条件を満たし、遅相軸が前記偏光分離層の光透過軸から45°傾いて配置されていることを特徴とする請求項11に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 11, wherein the retardation film satisfies a ¼ wavelength condition, and a slow axis is disposed to be inclined by 45 ° from a light transmission axis of the polarization separation layer. 請求項1ないし11のいずれか1項に記載の面光源装置の前記修正手段側に液晶パネルが積層されてなることを特徴とする液晶表示装置。   12. A liquid crystal display device, wherein a liquid crystal panel is laminated on the correction means side of the surface light source device according to any one of claims 1 to 11. 前記液晶パネルに形成された透過開口部ごとに、前記面光源装置の出力光を集光するマイクロレンズが1つ形成されていることを特徴とする請求項13に記載の液晶表示装置。   14. The liquid crystal display device according to claim 13, wherein one microlens that collects output light of the surface light source device is formed for each transmissive opening formed in the liquid crystal panel. 前記液晶パネルに形成された複数の透過開口部が1つ以上の列をなし、前記列ごとに、前記面光源装置の出力光を集光するマイクロレンズが1つ形成されていることを特徴とする請求項13に記載の液晶表示装置。   The plurality of transmission openings formed in the liquid crystal panel form one or more rows, and one microlens for condensing output light of the surface light source device is formed for each row. The liquid crystal display device according to claim 13.
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