JP2012079681A - Light guide plate and surface light source device - Google Patents

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Kazuhiro Makishima
和宏 牧嶋
Yoshiyasu Ishikawa
善康 石川
Hisayuki Takaiwa
寿行 高岩
Masao Inose
雅雄 猪瀬
Tadashi Okuda
唯史 奥田
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light guide plate capable of reducing unevenness of incident light near a light source accompanying downsizing of a surface light source device.SOLUTION: The light guide plate includes a substrate which has first and second principal planes and a plurality of side faces surrounding the first and second planes, first optical elements which are mounted on the first principal plane and extended in a direction perpendicular to a first side face of the substrate, and second optical elements 18 which are arranged to be spaced apart from each other over an entire surface of the second principal plane except for a light-incident area. In a cross section perpendicular to the first side face, each second optical element 18 has: a first slope 22, with which a normal line heading for the inside of the substrate intersects the first side surface; and a second slope 24 opposed to the first slope 22. An angle formed between the first side face and each of a face containing the normal line of the first slope 22 and that of the second principal plane and a face containing the normal line of the second slope 24 and that of the second principal plane is in a range of 90°±10°. In a cross section parallel to the first side face, the second optical element has opposed slopes 25, and a range of their projection area to the second principal plane is greater than 0.0001 mmand less than 0.023 mm.

Description

本発明は、液晶表示素子等を背面から照射する導光板及び面光源装置に関する。   The present invention relates to a light guide plate and a surface light source device for irradiating a liquid crystal display element or the like from the back.

液晶表示素子は、自ら発光しない。したがって、画像を表示させるために、液晶表示素子の背面に照明光を出射する面光源装置が必要となる。面光源装置は、光源から入射した光を導光し出光面から出射させる導光板を備える。   The liquid crystal display element does not emit light by itself. Therefore, in order to display an image, a surface light source device that emits illumination light to the back surface of the liquid crystal display element is required. The surface light source device includes a light guide plate that guides light incident from a light source and emits the light from a light exit surface.

面光源装置は、表示ムラがなく、高輝度、高効率の性能が要求される。液晶表示素子の表示部分に出射光を効率よく集中させるため、導光板の下面に配置する光学要素の分布密度を不均一にすることが提案されており、線状の光源を用いる場合には拡散パターン素子を線状の光源の長手方向と平行に配置することが提案されている(特許文献1参照)。また、導光板の出光面上に下向きプリズムシートや上向きプリズムシートを用いることが提案されている(特許文献2、3及び4参照)。   The surface light source device is required to have high luminance and high efficiency without display unevenness. In order to concentrate the emitted light efficiently on the display part of the liquid crystal display element, it has been proposed to make the distribution density of the optical elements arranged on the lower surface of the light guide plate non-uniform, and when using a linear light source, it is diffused. It has been proposed to arrange the pattern elements in parallel with the longitudinal direction of the linear light source (see Patent Document 1). It has also been proposed to use a downward prism sheet or an upward prism sheet on the light exit surface of the light guide plate (see Patent Documents 2, 3 and 4).

下向きプリズムシートを用いた従来の面光源装置の場合は、光源、導光板、反射部材、下向きプリズムシート、及び拡散シートを備える。導光板は、光源の発光面と対向して配置される。反射部材は、導光板の下面に配置される。下向きプリズムシートは、導光板の上面に配置される。拡散シートは、下向きプリズムシートの上に配置される。   A conventional surface light source device using a downward prism sheet includes a light source, a light guide plate, a reflection member, a downward prism sheet, and a diffusion sheet. The light guide plate is disposed to face the light emitting surface of the light source. The reflection member is disposed on the lower surface of the light guide plate. The downward prism sheet is disposed on the upper surface of the light guide plate. The diffusion sheet is disposed on the downward prism sheet.

光源は、発光ダイオード(LED)等の点光源が複数個用いられる。導光板では、光源に対向して配置された一側面が入光面、入光面に直交する一方の主面が出光面、他方の主面が反射面とされる。反射面には、入光面に平行な方向に延伸する光学溝が設けられる。照明光の均一化のために、入光面に直交する方向に延伸する微細な複数の光学溝を出光面に配置してもよい。   A plurality of point light sources such as light emitting diodes (LEDs) are used as the light source. In the light guide plate, one side surface facing the light source is a light incident surface, one main surface orthogonal to the light incident surface is a light output surface, and the other main surface is a reflection surface. The reflective surface is provided with an optical groove extending in a direction parallel to the light incident surface. In order to make the illumination light uniform, a plurality of fine optical grooves extending in a direction orthogonal to the light incident surface may be arranged on the light exit surface.

光源から出た光は、入光面から導光板内に導入される。光は、導光板内で反射面の光学溝で反射を繰り返し、臨界角以上になったとき出光面を通して導光板外に出射される。導光板外に出射された光は、下向きプリズムシートにより出光面の法線方向に偏向され、更に拡散シートを通って放射される。拡散シートは、液晶表示素子とのモアレを防止するために配置される。モアレ発生がない場合は、拡散シートは設けなくてもよい。   Light emitted from the light source is introduced into the light guide plate from the light incident surface. The light is repeatedly reflected by the optical groove on the reflecting surface in the light guide plate, and is emitted out of the light guide plate through the light output surface when the angle exceeds the critical angle. The light emitted to the outside of the light guide plate is deflected in the normal direction of the light output surface by the downward prism sheet, and further radiated through the diffusion sheet. The diffusion sheet is disposed in order to prevent moiré with the liquid crystal display element. If there is no moiré, no diffusion sheet may be provided.

一方、上向きプリズムシートを用いた従来の面光源装置の場合は、光源、導光板、反射部材、拡散シート、1枚乃至2枚の上向きプリズムシートを備える。導光板は、光源の発光面と対向して配置される。反射部材は、導光板の下面に配置される。拡散シートは、導光板の上面に配置される。1枚乃至2枚の上向きプリズムシートは、拡散シートの上に配置される。   On the other hand, a conventional surface light source device using an upward prism sheet includes a light source, a light guide plate, a reflection member, a diffusion sheet, and one or two upward prism sheets. The light guide plate is disposed to face the light emitting surface of the light source. The reflection member is disposed on the lower surface of the light guide plate. The diffusion sheet is disposed on the upper surface of the light guide plate. One or two upward prism sheets are disposed on the diffusion sheet.

光源は、発光ダイオード(LED)等の点光源が複数個用いられる。導光板では、光源に対向して配置された一側面が入光面、入光面に直交する一方の主面が出光面、他方の主面が反射面とされる。反射面には、入光面に平行な方向に延伸する光学溝が設けられる。照明光の均一化のために、入光面に直交する方向に延伸する微細な複数の光学溝を出光面に配置してもよい。   A plurality of point light sources such as light emitting diodes (LEDs) are used as the light source. In the light guide plate, one side surface facing the light source is a light incident surface, one main surface orthogonal to the light incident surface is a light output surface, and the other main surface is a reflection surface. The reflective surface is provided with an optical groove extending in a direction parallel to the light incident surface. In order to make the illumination light uniform, a plurality of fine optical grooves extending in a direction orthogonal to the light incident surface may be arranged on the light exit surface.

光源から出た光は、入光面から導光板内に導入される。光は、導光板内で反射面の光学溝で反射を繰り返し、臨界角以上になったとき出光面を通して導光板外に出射される。   Light emitted from the light source is introduced into the light guide plate from the light incident surface. The light is repeatedly reflected by the optical groove on the reflecting surface in the light guide plate, and is emitted out of the light guide plate through the light output surface when the angle exceeds the critical angle.

導光板外に出射された光は、出光面内の明るさを均一にするために拡散シートで拡散され、更に上向きプリズムシートを通って放射される。1枚乃至2枚の上向きプリズムシートは、拡散シートで拡散された光を出光面の法線方向に集光し、正面の輝度を向上させるために配置される。上向きプリズムシートは、1枚の配置でもよいが、プリズムの稜線がほぼ直交するように、2枚を重ねて配置することによって、集光効率が向上してさらに正面輝度を向上させることが出来るため、主に2枚配置されている。   The light emitted to the outside of the light guide plate is diffused by the diffusion sheet in order to make the brightness in the light output surface uniform, and further radiated through the upward prism sheet. The one or two upward prism sheets are arranged to collect the light diffused by the diffusion sheet in the normal direction of the light exit surface and improve the front luminance. Although the upward prism sheet may be arranged in a single sheet, it is possible to improve the light collection efficiency and further improve the front luminance by arranging the two sheets so that the ridge lines of the prisms are almost orthogonal to each other. Two are mainly arranged.

これら提案されている面光源装置では、導光板から指向性の強い光を出射させることにより、高輝度、高効率を実現している。このため、導光板における光の拡散が弱く、入光面の近傍においては、複数の光源に対向する入光部のそれぞれで明部、複数の光源間に対向する入光部では暗部、及び入光部付近に強い輝線等の入光ムラが発生する。   These proposed surface light source devices achieve high brightness and high efficiency by emitting light with strong directivity from the light guide plate. For this reason, the light diffusion in the light guide plate is weak, and in the vicinity of the light incident surface, each of the light incident portions facing the plurality of light sources has a bright portion, and each of the light incident portions facing the plurality of light sources has a dark portion and an incident portion. Incident light unevenness such as strong bright lines occurs in the vicinity of the light part.

入光ムラを改善するために、導光板の下面から光を反射させ、反射部材の反射面に形成した光学溝により再度導光板へと反射させる方法が提案されている(特許文献5参照)。反射部材に設けられた光学溝は、導光板の入光面近傍に対応する領域においては光を拡散するような形状を用いている。   In order to improve the light incident unevenness, a method has been proposed in which light is reflected from the lower surface of the light guide plate and reflected again to the light guide plate by an optical groove formed on the reflection surface of the reflecting member (see Patent Document 5). The optical groove provided in the reflecting member has a shape that diffuses light in a region corresponding to the vicinity of the light incident surface of the light guide plate.

また、入光ムラを改善するために、導光板の入光面において光を拡散させて、導光板内に光を均一に入射させる方法が取られている。あるいは、導光板の出光面において光を拡散させて、出光面から光を均一に出射させてもよい。この場合、入光面あるいは出光面には、ブラスト処理等により加工された粗面パターンやレンズパターンが配置される。入光面において光を拡散させる方法により、入光ムラを改善することはできる。   In addition, in order to improve the light incident unevenness, a method is adopted in which light is diffused on the light incident surface of the light guide plate so that the light is uniformly incident on the light guide plate. Alternatively, light may be diffused on the light exit surface of the light guide plate so that the light is uniformly emitted from the light exit surface. In this case, a rough surface pattern or a lens pattern processed by blasting or the like is disposed on the light incident surface or the light exit surface. Irradiation unevenness can be improved by a method of diffusing light on the light incident surface.

しかしながら、近年、面光源装置の小型化に伴い、複数の光源に対向する入光面から面光源装置の有効発光エリア(液晶表示素子の表示エリア)までの距離が短縮される傾向にあり、入光ムラが発生し易くなってきている。このため、従来のような方法では、入光ムラの改善が十分に出来ていない。   However, in recent years, with the downsizing of surface light source devices, the distance from the light incident surface facing a plurality of light sources to the effective light emitting area (display area of the liquid crystal display element) of the surface light source device tends to be shortened. Light unevenness is likely to occur. For this reason, the conventional method cannot sufficiently improve the incident light unevenness.

特開平11−231797号公報JP-A-11-231797 特開2005−142078号公報JP 2005-142078 A 特開2008−218418号公報JP 2008-218418 A 特開2006−208869号公報JP 2006-208869 A 国際公開第05/061957号パンフレットInternational Publication No. 05/061957 Pamphlet

本発明は、装置の小型化に伴う光源近傍の入光ムラを低減することが可能な導光板及び面光源装置を提供することを目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a light guide plate and a surface light source device capable of reducing unevenness in incident light in the vicinity of a light source accompanying downsizing of the device.

上記目的を達成するため、本発明の第1の態様は、互いに対向する第1及び第2主面、第1及び第2主面を囲む複数の側面を有する基体と、第1主面に配置され、基体の第1側面に直交する方向に延伸する複数の第1光学要素と、第2主面の第1側面近傍にある入光エリアを除く全体に渡り互いに離間して配置された複数の第2光学要素を備え、複数の第2光学要素のそれぞれは、第1側面に垂直に切った断面において、基体の内部に向かう法線が第1側面と交わる第1斜面、及び第1斜面に対向する第2斜面を有し、第1斜面の法線と第2主面の法線を含む平面、及び第2斜面の法線と第2主面の法線を含む平面のそれぞれと第1側面との成す角度が90度±10度の範囲であり、第1側面に平行に切った断面において、互いに対向する傾斜側面を有し、前記第2主面に投影した各々の面積が0.0001mm2より大きく、0.023mm2未満の範囲である導光板であることを要旨とする。 To achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a first and second main surfaces facing each other, a substrate having a plurality of side surfaces surrounding the first and second main surfaces, and a first main surface. A plurality of first optical elements extending in a direction perpendicular to the first side surface of the substrate and a plurality of first optical elements arranged apart from each other over the entire light-excluding area near the first side surface of the second main surface. Each of the plurality of second optical elements includes a first slope on which a normal line toward the inside of the base body intersects the first side face and a first slope in a cross section cut perpendicularly to the first side face. Each of a first plane having a second slope facing each other and including a normal of the first slope and a normal of the second main surface, and a plane including a normal of the second slope and a normal of the second main surface, and the first The angle formed with the side surface is in the range of 90 ° ± 10 °, and the cross-sections cut parallel to the first side surface are inclined to face each other. Has a side surface, the area of each projected onto the second major surface is greater than 0.0001 mm 2, and summarized in that a light guide plate in the range of less than 0.023 mm 2.

本発明の第2の態様は、液晶表示素子を照射する面光源装置であって、本発明の第1の態様による導光板と、第1側面を入光面として、入光面に対向して配置された光源と、導光板の反射面に面して配置され、反射面から入射する光を導光板内に反射する反射部材と、反射面の反対側の出光面に面するように配置され、出光面から入射する光の伝播方向を制御して集光する集光部材とを備える面光源装置であることを要旨とする。     According to a second aspect of the present invention, there is provided a surface light source device for irradiating a liquid crystal display element, the light guide plate according to the first aspect of the present invention and a light incident surface opposite to the light incident surface. Arranged to face the light source arranged, the reflecting surface of the light guide plate, the reflecting member that reflects the light incident from the reflecting surface into the light guide plate, and the light exit surface opposite to the reflecting surface The gist of the present invention is a surface light source device including a condensing member that condenses light by controlling the propagation direction of light incident from the light exit surface.

本発明によれば、装置の小型化に伴う光源近傍の入光ムラを低減することが可能な導光板及び面光源装置を提供することが出来る。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-guide plate and surface light source device which can reduce the light reception nonuniformity near the light source accompanying size reduction of an apparatus can be provided.

本発明の実施の形態に係る下向きプリズムシートを使用した面光源装置の一例を示す側面概略図である。It is a side schematic diagram showing an example of a surface light source device using a downward prism sheet according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る上向きプリズムシートを使用した面光源装置の他の例を示す側面概略図である。It is the side schematic diagram which shows the other example of the surface light source device which uses the upward prism sheet which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る導光板の一例を示す鳥瞰概略図である。It is a bird's-eye schematic showing an example of a light guide plate concerning an embodiment of the invention. 図3に示した導光板の上面の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the upper surface of the light-guide plate shown in FIG. 図4に示した導光板のA−A断面の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the AA cross section of the light-guide plate shown in FIG. 図3に示した導光板の下面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the lower surface of the light-guide plate shown in FIG. 本発明の実施の形態に係る第2光学要素の一例を示す平面概略図である。It is a plane schematic diagram showing an example of the 2nd optical element concerning an embodiment of the invention. 図7に示した導光板のB−B断面の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the BB cross section of the light-guide plate shown in FIG. 図7に示した導光板のC−C断面の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of CC cross section of the light-guide plate shown in FIG. 本発明の実施の形態に係る面光源装置の他の例を示す側面概略図である。It is the side surface schematic diagram which shows the other example of the surface light source device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る面光源装置の他の例を示す側面概略図である。It is the side surface schematic diagram which shows the other example of the surface light source device which concerns on embodiment of this invention.

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意するべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においてもお互いの寸法関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. In addition, it goes without saying that the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios.

又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、請求項の範囲において種々の変更を加えることができる。   The embodiments described below exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is subject to various modifications within the scope of the claims. Can be added.

本発明の実施の形態に係る導光板3は、図1に示す下向きプリズムシート5を使用した面光源装置、及び図2に示す2枚の上向きプリズムシート6、6aを使用した面光源装置に用いることができる。導光板3は、基体4、基体4の第1主面12に設けられた複数の第1光学要素16、第1主面に対向する第2主面14に設けられた複数の第2光学要素18を備える。   The light guide plate 3 according to the embodiment of the present invention is used for the surface light source device using the downward prism sheet 5 shown in FIG. 1 and the surface light source device using the two upward prism sheets 6 and 6a shown in FIG. be able to. The light guide plate 3 includes a base body 4, a plurality of first optical elements 16 provided on the first main surface 12 of the base body 4, and a plurality of second optical elements provided on a second main surface 14 facing the first main surface. 18 is provided.

導光板3の構造は、図1及び図2に示した面光源装置に共通で、図3、図4及び図6に示すように、略矩形状の基体4が用いられる。基体4の第1及び第2主面12、14を囲む4側面のうち、一つの側面を第1側面、第1側面の反対側の側面を第2側面とする。なお、面光源装置に用いる際には、第1側面を入光面10とする。以下の説明においては、導光板3には矩形状の基体4を用いて説明するが、基体4の形状は限定されない。例えば、基体4として、四角形以上の多角形を用いてもよい。また、基体4に用いる多角形の複数の側面を入光面として用いてもよい。以下においては、図1あるいは図2に示した面光源装置を用いて導光板3の動作について説明する。   The structure of the light guide plate 3 is common to the surface light source device shown in FIGS. 1 and 2, and a substantially rectangular base 4 is used as shown in FIGS. 3, 4, and 6. Of the four side surfaces surrounding the first and second main surfaces 12 and 14 of the substrate 4, one side surface is defined as a first side surface and the side surface opposite to the first side surface is defined as a second side surface. In addition, when using for a surface light source device, let the 1st side surface be the light-incidence surface 10. FIG. In the following description, the light guide plate 3 will be described using the rectangular base 4, but the shape of the base 4 is not limited. For example, the base 4 may be a quadrilateral or more polygon. Further, a plurality of polygonal side surfaces used for the substrate 4 may be used as the light incident surface. Below, operation | movement of the light-guide plate 3 is demonstrated using the surface light source device shown in FIG. 1 or FIG.

本発明の実施の形態に係る面光源装置は、図1及び図2に示すように、光源1、導光板3、集光部材8、反射部材7等を備える。面光源装置で照射される液晶表示素子(図示省略)に対応する導光板3の領域を表示エリア34とする。表示エリア34を内包し、第2光学要素が配置されている導光板3の領域を発光エリア30、入光面10から、発光エリア30の入光面10側に最も近い第2光学要素18の入光面10側の端までの領域、換言すると、第1側面近傍の領域を入光エリア32とする。即ち、表示エリア34は有効発光エリアであり、発光エリア30より小さい範囲に配置される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the surface light source device according to the embodiment of the present invention includes a light source 1, a light guide plate 3, a light collecting member 8, a reflecting member 7, and the like. A region of the light guide plate 3 corresponding to a liquid crystal display element (not shown) irradiated by the surface light source device is defined as a display area 34. The area of the light guide plate 3 that includes the display area 34 and in which the second optical element is disposed extends from the light emitting area 30 and the light incident surface 10 of the second optical element 18 that is closest to the light incident surface 10 side of the light emitting area 30. A region up to the end on the light incident surface 10 side, in other words, a region near the first side surface is defined as a light incident area 32. That is, the display area 34 is an effective light emitting area and is arranged in a range smaller than the light emitting area 30.

光源1は、導光板3の入光面10に面するように配置される。集光部材8は、導光板3の出光面である第1主面12に面するように配置される。集光部材8は、第1主面12から入射する光の伝播方向を制御して集光する。反射部材7は、導光板3の反射面である第2主面14に面するように配置される。反射部材7は、第2主面14から入射する光を導光板3内に反射する。   The light source 1 is disposed so as to face the light incident surface 10 of the light guide plate 3. The condensing member 8 is disposed so as to face the first main surface 12 that is the light output surface of the light guide plate 3. The condensing member 8 condenses light by controlling the propagation direction of light incident from the first main surface 12. The reflecting member 7 is disposed so as to face the second main surface 14 that is the reflecting surface of the light guide plate 3. The reflecting member 7 reflects the light incident from the second main surface 14 into the light guide plate 3.

集光部材8は、図1に示すように、下向きプリズムシート5、拡散シート9を備える。集光部材8は、下向きプリズムシート5の複数のプリズム列26が配列された主面が第1主面12に面するように配置される。拡散シート9は、下向きプリズムシート5を挟んで導光板3と対向するように配置される。   As shown in FIG. 1, the light collecting member 8 includes a downward prism sheet 5 and a diffusion sheet 9. The condensing member 8 is disposed such that the main surface on which the plurality of prism rows 26 of the downward prism sheet 5 are arranged faces the first main surface 12. The diffusion sheet 9 is disposed so as to face the light guide plate 3 with the downward prism sheet 5 interposed therebetween.

あるいは、集光部材8は、図2に示すように、拡散シート28、上向きプリズムシート6、6aを備える。集光部材8は、拡散シート28が、導光板3の出光面である第1主面12に面するように配置される。上向きプリズムシート6は、複数のプリズム列27が配列された主面に対向する他の主面が拡散シート28を挟んで導光板3と対向するように配置される。上向きプリズムシート6aは、複数のプリズム列27aが配列された主面に対向する他の主面がプリズムシート6を挟んで拡散シート28と対向するように配置される。上向きプリズムシート6、6aは、プリズム列27とプリズム列27aとの稜線が互いに略直交するように配置される。なお、上向きプリズムシート6aを省略して、1枚の上向きプリズムシート6を用いる構成にしてもよい。   Or the condensing member 8 is provided with the diffusion sheet 28 and the upward prism sheets 6 and 6a, as shown in FIG. The condensing member 8 is disposed such that the diffusion sheet 28 faces the first main surface 12 that is the light exit surface of the light guide plate 3. The upward prism sheet 6 is arranged such that the other main surface facing the main surface on which the plurality of prism rows 27 are arranged faces the light guide plate 3 with the diffusion sheet 28 interposed therebetween. The upward prism sheet 6a is disposed so that the other principal surface facing the principal surface on which the plurality of prism rows 27a are arranged faces the diffusion sheet 28 with the prism sheet 6 interposed therebetween. The upward prism sheets 6 and 6a are arranged so that the ridge lines of the prism row 27 and the prism row 27a are substantially orthogonal to each other. Note that the upward prism sheet 6a may be omitted and a single upward prism sheet 6 may be used.

導光板3の入光面10に対向して複数の点光源、例えば3個のLEDが光源1として配置される。光源1から出た光は、入光面10を通って導光板3内に導入される。導光板3内を導波する光は、第2主面14の第2光学要素18の第1斜面22により導光板3内で反射を繰り返す。   A plurality of point light sources, for example, three LEDs, are arranged as the light source 1 so as to face the light incident surface 10 of the light guide plate 3. The light emitted from the light source 1 is introduced into the light guide plate 3 through the light incident surface 10. The light guided in the light guide plate 3 is repeatedly reflected in the light guide plate 3 by the first inclined surface 22 of the second optical element 18 of the second main surface 14.

例えば、図1に示すように、第1主面12において臨界角以上になった光は、出光面である第1主面12を通して下向きプリズムシート5に向かって出射される。第2主面14において臨界角以上になった光は、第2主面14を通して反射部材7に向かって出射される。第2主面14から出射した光は、反射部材7で反射されて第2主面14を通って再度導光板3内に導入され、第1主面12を通して下向きプリズムシート5に向かって出射される。第1主面12から出射した光は、下向きプリズムシート5により第1主面12の法線方向に偏向され、更に拡散シート9を通って放射される。拡散シート9は、液晶表示素子とのモアレを防止するために配置される。モアレ発生がない場合は、拡散シート9は設けなくてもよい。   For example, as shown in FIG. 1, light having a critical angle or more on the first main surface 12 is emitted toward the downward prism sheet 5 through the first main surface 12 which is a light output surface. The light having a critical angle or more on the second main surface 14 is emitted toward the reflecting member 7 through the second main surface 14. The light emitted from the second main surface 14 is reflected by the reflecting member 7, is again introduced into the light guide plate 3 through the second main surface 14, and is emitted toward the downward prism sheet 5 through the first main surface 12. The The light emitted from the first main surface 12 is deflected in the normal direction of the first main surface 12 by the downward prism sheet 5 and further radiated through the diffusion sheet 9. The diffusion sheet 9 is disposed in order to prevent moiré with the liquid crystal display element. When there is no moiré, the diffusion sheet 9 may not be provided.

あるいは、図2に示すように、第1主面12を通して導光板3の外に出射された光は、面内の明るさを均一にするために、拡散シート28で拡散され、更に上向きプリズムシート6、6aを通って放射される。上向きプリズムシート6、6aは、拡散シート28で拡散された光を第1主面12の法線方向に集光し、正面の輝度を向上させるために配置される。1枚の上向きプリズムシート6を用いてもよいが、それぞれのプリズム列の稜線がほぼ直交するように、2枚の上向きプリズムシート6、6aを重ねて配置することが好ましい。2枚の上向きプリズムシート6、6aを用いることにより、集光効率が向上してさらに正面輝度を向上させることができる。   Alternatively, as shown in FIG. 2, the light emitted to the outside of the light guide plate 3 through the first main surface 12 is diffused by the diffusion sheet 28 in order to make the in-plane brightness uniform, and further, the upward prism sheet. 6 and 6a. The upward prism sheets 6 and 6 a are arranged to collect the light diffused by the diffusion sheet 28 in the normal direction of the first main surface 12 and improve the front brightness. One upward prism sheet 6 may be used, but it is preferable to arrange the two upward prism sheets 6 and 6a so that the ridge lines of the respective prism rows are substantially orthogonal to each other. By using the two upwardly facing prism sheets 6 and 6a, the light collection efficiency can be improved and the front luminance can be further improved.

導光板3の基体4として、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマ(COP)、シクロオレフィンコポリマ(COC)等の透明な熱可塑性プラスチックが用いられる。導光板3の第1光学要素16及び、第2光学要素18は、射出成形法等により基体4に形成される。   A transparent thermoplastic such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), cycloolefin polymer (COP), and cycloolefin copolymer (COC) is used as the base 4 of the light guide plate 3. The first optical element 16 and the second optical element 18 of the light guide plate 3 are formed on the substrate 4 by an injection molding method or the like.

導光板3の入光面10には、光源1から出射された光を進行方向に対して略直交方向に広げる異方拡散光学パターン(図示省略)が設けられる。異方拡散光学パターンは、例えば、波状、円弧状、V字状等のパターンが導光板3の厚さ方向に延伸するように設けられる。特に、波状パターンは拡散性が強く、輝線の発生を抑制することができるため好ましい。   The light incident surface 10 of the light guide plate 3 is provided with an anisotropic diffusion optical pattern (not shown) that spreads the light emitted from the light source 1 in a direction substantially orthogonal to the traveling direction. The anisotropic diffusion optical pattern is provided so that, for example, a wave shape, an arc shape, a V shape, or the like extends in the thickness direction of the light guide plate 3. In particular, the wavy pattern is preferable because it has strong diffusibility and can suppress generation of bright lines.

基体4の第1主面12には、図3及び図4に示すように、入光面10に直交する方向に延伸する複数の第1光学要素16が設けられる。複数の第1光学要素16は、第1主面12の全体に設けられる。各第1光学要素16は、図5に示すように、入光面10に平行に切った断面形状が、頂角θを有する二等辺三角形である。頂角θは、80度より大きく、150度未満の範囲であることが好ましい。また、複数の第1光学要素16には、80度より大きく、150度未満の範囲で、2以上、好ましくは3以上の異なる複数の頂角θを有する二等辺三角形が含まれることが望ましい。   As shown in FIGS. 3 and 4, the first main surface 12 of the base 4 is provided with a plurality of first optical elements 16 extending in a direction orthogonal to the light incident surface 10. The plurality of first optical elements 16 are provided on the entire first main surface 12. As shown in FIG. 5, each first optical element 16 is an isosceles triangle whose cross-sectional shape cut in parallel to the light incident surface 10 has an apex angle θ. The apex angle θ is preferably in the range of more than 80 degrees and less than 150 degrees. In addition, it is desirable that the plurality of first optical elements 16 include isosceles triangles having a plurality of different apex angles θ in the range of more than 80 degrees and less than 150 degrees, preferably 2 or more, preferably 3 or more.

第1光学要素16は、導光板3の内部を伝播する光で入光面10に平行な方向に傾いた光を正面方向(出光面の法線方向)に近づけて導光板3から出射させ、正面方向の光量を増やす機能を有している。頂角θを80度より大きく、150度未満の範囲とすることによって、効率よく正面方向の光量を増やすことができ、高輝度な導光板が実現可能となる。また、断面が異なる複数の頂角θを有する二等辺三角形の第1光学要素16を使用することにより、正面方向の光量を調整することができ、指向性を弱めたり、強めたり任意の光出射特性とすることが可能となる。   The first optical element 16 causes light propagating through the light guide plate 3 and tilted in a direction parallel to the light incident surface 10 to be emitted from the light guide plate 3 close to the front direction (normal direction of the light exit surface), It has a function to increase the amount of light in the front direction. By setting the apex angle θ to a range greater than 80 degrees and less than 150 degrees, the amount of light in the front direction can be efficiently increased, and a high-intensity light guide plate can be realized. Further, by using the first optical element 16 having an isosceles triangle having a plurality of apex angles θ having different cross sections, the amount of light in the front direction can be adjusted, and the directivity can be weakened or strengthened, or any light can be emitted. It becomes possible to make it a characteristic.

また、複数の第1光学要素16の高さは、5μm以上、より望ましくは6μm以上である。高さの上限は、50μm程度である。   The height of the plurality of first optical elements 16 is 5 μm or more, more desirably 6 μm or more. The upper limit of the height is about 50 μm.

第1光学要素16は、溝とすることも可能である。この場合、溝の深さが5μm未満では、第1主面12に面して配置される下向きプリズムシート5、あるいは拡散シート28との密着が発生しやすくなり、表示欠陥が発生しやすくなるので5μm以上、より望ましくは6μm以上とする。   The first optical element 16 can also be a groove. In this case, if the depth of the groove is less than 5 μm, it is likely to be in close contact with the downward prism sheet 5 or the diffusion sheet 28 disposed facing the first main surface 12, and display defects are likely to occur. 5 μm or more, more desirably 6 μm or more.

基体4の第2主面14には、図3及び図6に示すように、複数の第2光学要素18が、発光エリア30の全体に渡り互いに離間して設けられる。複数の第2光学要素18のそれぞれは、図7〜図9に示すように、入光面10に垂直に切った断面形状(図7のB−B線で切った断面形状)が鋸歯形で、導光板3の内部に向かう法線が入光面10と交わる第1斜面22、及び第1斜面22に対向する第2斜面24を有する。即ち、第2斜面24の導光板3の内部に向かう法線は、入光面10の反対側の面に向かい、入光面10とは交わらない。また、第2光学要素18は、入光面10に平行に切った断面形状(図7のC−C線で切った断面形状)が台形であり、互いに対向する傾斜側面25を有する。   As shown in FIGS. 3 and 6, a plurality of second optical elements 18 are provided on the second main surface 14 of the substrate 4 so as to be separated from each other over the entire light emitting area 30. As shown in FIGS. 7 to 9, each of the plurality of second optical elements 18 has a sawtooth shape in cross section cut perpendicular to the light incident surface 10 (cross section cut along line BB in FIG. 7). In addition, the light guide plate 3 has a first inclined surface 22 that intersects the light incident surface 10 and a second inclined surface 24 that faces the first inclined surface 22. That is, the normal line of the second inclined surface 24 toward the inside of the light guide plate 3 faces the surface opposite to the light incident surface 10 and does not intersect with the light incident surface 10. The second optical element 18 has a trapezoidal cross-sectional shape (cross-sectional shape cut along the line CC in FIG. 7) cut parallel to the light incident surface 10, and has inclined side surfaces 25 facing each other.

第1斜面22は矩形状であり、入光面10に平行な方向の幅Waは、0.15mm以下の範囲である。第2斜面24は台形状であり、底辺の幅Wbは、Waよりも大きく0.3mm以下の範囲である。傾斜側面25は三角形状であり、底辺の幅Wcは、0.3mm以下の範囲である。第2光学要素18の幅Wa、Wb、Wcが上記の範囲を超えて大きくなり過ぎると、発光時に、第2光学要素18が輝点として視認され、表示不具合が発生する。   The first inclined surface 22 has a rectangular shape, and a width Wa in a direction parallel to the light incident surface 10 is in a range of 0.15 mm or less. The second slope 24 has a trapezoidal shape, and the width Wb of the bottom side is larger than Wa and not more than 0.3 mm. The inclined side surface 25 has a triangular shape, and the width Wc of the base is in a range of 0.3 mm or less. If the widths Wa, Wb, Wc of the second optical element 18 exceed the above range and become too large, the second optical element 18 is visually recognized as a bright spot at the time of light emission, and a display defect occurs.

第2光学要素18の向きは、第1斜面22の法線と第2主面14の法線を含む平面、及び第2斜面24の法線と第2主面14の法線を含む平面が、入光面10とほぼ直角に交わる方向に配置される。即ち、複数の第2光学要素18は、入光面10に対してほぼ定まった一定方向を向いている。これにより、第1斜面22で反射する光が幅方向(光源1が配列された方向)に広がり、入光面10近傍の入光ムラが低減する。また、第2斜面24で反射する光量が減少し、正面方向(液晶表示装置に向かう方向)の光量の低下を防ぐ効果がある。第2斜面24で反射した光は、正面方向の輝度を低下させる方向に出射されるためである。なお、ほぼ直角方向とは、±10度程度のばらつきを許容とするものである。   The orientation of the second optical element 18 is a plane including the normal line of the first slope 22 and the normal line of the second main surface 14, and a plane including the normal line of the second slope 24 and the normal line of the second main surface 14. The light incident surface 10 and the light incident surface 10 are arranged in a direction substantially perpendicular to the light incident surface 10. That is, the plurality of second optical elements 18 are directed in a fixed direction with respect to the light incident surface 10. Thereby, the light reflected by the first slope 22 spreads in the width direction (direction in which the light sources 1 are arranged), and light incident unevenness near the light incident surface 10 is reduced. Further, the amount of light reflected by the second inclined surface 24 is reduced, and there is an effect of preventing a decrease in the amount of light in the front direction (direction toward the liquid crystal display device). This is because the light reflected by the second slope 24 is emitted in a direction that reduces the luminance in the front direction. Note that the substantially perpendicular direction allows a variation of about ± 10 degrees.

第1斜面22が入光面10の法線と成す角度αは、0.5度より大きく、10度未満の範囲が好ましく、0.5度より大きく、5度未満の範囲がより好ましい。第2斜面24が入光面10の法線と成す角度βは、50度より大きく、89度未満の範囲が好ましく、70度より大きく、89度未満がより好ましい。   The angle α formed by the first inclined surface 22 and the normal line of the light incident surface 10 is preferably greater than 0.5 degrees and less than 10 degrees, and more preferably greater than 0.5 degrees and less than 5 degrees. The angle β formed by the second inclined surface 24 and the normal line of the light incident surface 10 is preferably greater than 50 degrees and less than 89 degrees, more preferably greater than 70 degrees and less than 89 degrees.

角度αは、10度以上では、入光面10側で多くの光が出射され、0.5度未満では、入光面と対向する面側で多くの光が出射する傾向がある。このため面光源装置にて、面内を均一に発光させるためには、角度αをこの範囲とすることが好ましい。   When the angle α is 10 degrees or more, a large amount of light is emitted on the light incident surface 10 side, and when it is less than 0.5 degrees, a large amount of light tends to be emitted on the surface side facing the light incident surface. For this reason, in order for the surface light source device to emit light uniformly within the surface, it is preferable to set the angle α within this range.

角度βは、50度未満であると、入光面10と対向する面で反射した光が、第2斜面24で反射されて規定の角度より傾いた方向で導光板3の外に出射される。そのため、面光源装置を斜めから見た時に、部分的に明るい部分が発生するという表示不具合が発生する。また、角度βを89度以上とすると、射出成形時に角部分が金型に取られ、カケ等の成形不具合が発生する傾向がある。   If the angle β is less than 50 degrees, the light reflected by the surface facing the light incident surface 10 is reflected by the second inclined surface 24 and emitted out of the light guide plate 3 in a direction inclined from a specified angle. . For this reason, when the surface light source device is viewed from an oblique direction, a display defect occurs in which a bright portion is partially generated. Further, when the angle β is 89 degrees or more, the corner portion is taken by the mold at the time of injection molding, and there is a tendency that molding defects such as chipping occur.

また、入光面10に平行に切った断面において、傾斜側面25が第2主面14の法線に直交する線と成す角度γは、40度より大きく、75度未満の範囲が好ましい。傾斜側面25は、導光板3の内部を伝播する光で入光面10に平行な方向に傾いた光を正面方向(出光面の法線方向)に近づけて導光板3から出射させ、正面方向の光量を増やす機能を有している。角度γを40度より大きく、75度未満の範囲とすることによって、効率よく正面方向の光量を増やすことができ、高輝度な導光板が実現可能となる。   Further, in a cross section cut parallel to the light incident surface 10, the angle γ formed by the inclined side surface 25 with a line orthogonal to the normal line of the second main surface 14 is preferably in the range of greater than 40 degrees and less than 75 degrees. The inclined side surface 25 causes light propagating in the light guide plate 3 and tilted in a direction parallel to the light incident surface 10 to be emitted from the light guide plate 3 close to the front direction (normal direction of the light exit surface). It has a function to increase the amount of light. By setting the angle γ to be greater than 40 degrees and less than 75 degrees, the amount of light in the front direction can be increased efficiently, and a high-intensity light guide plate can be realized.

さらに、この第2光学要素18の第1斜面22及び、第2斜面24、両傾斜側面25が鏡面であることが好ましい。各々の面が鏡面でないと、反射時に光が拡散し、輝度低下を招く。   Furthermore, it is preferable that the first inclined surface 22, the second inclined surface 24, and both inclined side surfaces 25 of the second optical element 18 are mirror surfaces. If each surface is not a mirror surface, the light diffuses at the time of reflection, resulting in a decrease in luminance.

各第2光学要素18の大きさは、ほぼ一定である。第2光学要素18を第2主面14に投影した面積が、0.0001mm2より大きく、0.023mm2未満の範囲内であることが重要であり、0.0001mm2より大きく、0.001mm2未満の範囲内がより好ましい。面積が0.0001mm2未満では、第2光学要素18の数が多くなり、成形用金型の加工時間に多くの時間がかかる。また、面積が0.023mm2以上では、第2光学要素18が大きくなり過ぎ、発光時に、第2光学要素18が輝点として視認され、表示不具合が発生する。そのため、第2光学要素18の面積を0.0001mm2より大きく、0.023mm2未満の範囲とすることが入光ムラを低減するうえで必須である。 The size of each second optical element 18 is substantially constant. It is important that the area of the second optical element 18 projected onto the second major surface 14 is in the range of greater than 0.0001 mm 2 and less than 0.023 mm 2 , greater than 0.0001 mm 2 and 0.001 mm. A range of less than 2 is more preferred. When the area is less than 0.0001 mm 2 , the number of the second optical elements 18 increases, and it takes much time to process the molding die. On the other hand, if the area is 0.023 mm 2 or more, the second optical element 18 becomes too large, and the second optical element 18 is visually recognized as a bright spot at the time of light emission, causing a display defect. Therefore, greater than 0.0001 mm 2 area of the second optical element 18, it is essential in reducing the incident unevenness in the range of less than 0.023 mm 2.

複数の第2光学要素18は、第2主面14の発光エリア30において単位面積あたりの第2光学要素18の個数、あるいは面密度が発光エリア30の入光面(又は第1側面)10側の端部領域よりも発光エリア30の入光面(又は第1側面)10の反対側である第2側面側の端部領域において多くなるように配置されている。ここで、第2光学要素18の面密度を、第2主面14を入光面(又は第1側面)10に直交する平面に投影したときに、投影面積が1mmの投影領域に対して、投影領域に含まれる第2光学要素18の投影面積の百分率と定義する。また、発光エリア30の入光面(又は第1側面)10側の端部領域を、発光エリア30の入光面(又は第1側面)10側の端から発光エリア30内部に1mm以内の領域と定義する。また、発光エリア30の第2側面側の端部領域を、発光エリア30の第2側面側の端から発光エリア30内部に1mm以内の領域と定義する。また、第2主面14を入光面(又は第1側面)10に直交する平面に投影したときに、発光エリア30の入光面(又は第1側面)10側の端部領域において、投影面積が1mmの投影領域を第1投影領域、発光エリア30の第2側面側の端部領域において、投影面積が1mmの投影領域を第2投影領域と定義する。 The plurality of second optical elements 18 have the number of second optical elements 18 per unit area in the light emitting area 30 of the second main surface 14 or the surface density on the light incident surface (or first side) 10 side of the light emitting area 30. It arrange | positions so that it may increase in the edge part area | region of the 2nd side surface side which is the opposite side of the light-incidence surface (or 1st side surface) 10 of the light emission area 30 rather than this edge part area | region. Here, when the surface density of the second optical element 18 is projected onto a plane orthogonal to the light incident surface (or first side surface) 10 with respect to the second principal surface 14, the projected area is 1 mm 2 . , Defined as the percentage of the projected area of the second optical element 18 included in the projected area. Further, the end region on the light incident surface (or first side surface) 10 side of the light emitting area 30 is a region within 1 mm from the end on the light incident surface (or first side surface) 10 side of the light emitting area 30 inside the light emitting area 30. It is defined as Further, the end region on the second side surface of the light emitting area 30 is defined as a region within 1 mm from the end on the second side surface side of the light emitting area 30 to the inside of the light emitting area 30. Further, when the second main surface 14 is projected onto a plane orthogonal to the light incident surface (or first side surface) 10, the projection is performed in the end region on the light incident surface (or first side surface) 10 side of the light emitting area 30. A projection region having an area of 1 mm 2 is defined as a first projection region, an end region on the second side surface side of the light emitting area 30, and a projection region having a projection area of 1 mm 2 is defined as a second projection region.

発光エリア30の入光面(又は第1側面)10側の端部領域での第1投影領域において、第2光学要素18の面密度は、10%以上、40%以下の範囲が好ましく、20%以上、35%以下の範囲がより好ましい。発光エリア30の入光面(又は第1側面)10側の端部領域において、第2光学要素18の面密度が10%未満では、第2光学要素18が輝点として認識され、表示不具合が発生する。第2光学要素18の面密度が40%を超えると、入光面10側で多くの光が出射するため、発光エリア30内あるいは有効発光エリアである表示エリア34内での出射光が不均一になる。第2光学要素18の投影面積が上述の範囲内にあることによって、面光源装置の小型化に伴って入光面から有効発光エリアまでの距離が短縮されたときに入光ムラのない適切な第2光学要素18の面密度を見出すことが可能になった。   In the first projection region in the end region on the light incident surface (or first side surface) 10 side of the light emitting area 30, the surface density of the second optical element 18 is preferably in the range of 10% or more and 40% or less. % Or more and 35% or less is more preferable. If the surface density of the second optical element 18 is less than 10% in the end region on the light incident surface (or first side surface) 10 side of the light emitting area 30, the second optical element 18 is recognized as a bright spot, and display defects occur. appear. When the surface density of the second optical element 18 exceeds 40%, a large amount of light is emitted on the light incident surface 10 side, and thus the emitted light in the light emitting area 30 or the display area 34 that is an effective light emitting area is non-uniform. become. Since the projection area of the second optical element 18 is within the above-described range, it is appropriate that there is no unevenness in incident light when the distance from the light incident surface to the effective light emitting area is shortened with the downsizing of the surface light source device. It is possible to find the surface density of the second optical element 18.

発光エリア30の第2側面側の端部領域での第2投影領域において、第2光学要素18の面密度は、30%以上、65%以下の範囲が好ましく、40%以上、60%以下の範囲がより好ましい。発光エリア30の第2側面側の端部領域において、第2光学要素18の面密度が30%未満では、光源1から導光板3に入射した光に対して、導光板3の外に出射される光が減少し、輝度低下を招く。第2光学要素18の面密度が65%を超えると、第1斜面22から導光板外に出射され、第2斜面24から再度、導光板3内に入射する光が多くなる。この光は、出光面から出射される時の出射角度が、適正値から大きくずれているため、プリズムシート透過後の光が正面に出射されず、輝度低下を招く。   In the second projection region in the end region on the second side surface side of the light emitting area 30, the surface density of the second optical element 18 is preferably in the range of 30% to 65%, preferably 40% to 60%. A range is more preferred. When the surface density of the second optical element 18 is less than 30% in the end region on the second side surface side of the light emitting area 30, the light incident on the light guide plate 3 from the light source 1 is emitted outside the light guide plate 3. Light is reduced, resulting in a decrease in luminance. When the surface density of the second optical element 18 exceeds 65%, more light is emitted from the first inclined surface 22 to the outside of the light guide plate, and enters the light guide plate 3 again from the second inclined surface 24. Since this light is emitted from the light exit surface at an emission angle that is greatly deviated from an appropriate value, the light transmitted through the prism sheet is not emitted to the front, resulting in a decrease in luminance.

一般的な面光源装置では、入光面から表示エリアまでの距離は約4mmである。公差等を考慮すると、入光面から3mmを越える領域で表示ムラが発生しないようにする必要がある。また、通常、複数の光源の間隔は、6mm〜15mmの範囲である。このことより、複数の光源1の間隔を6mm〜15mmとして、入光面10から3mm離間した位置までの発光エリア30の領域において、表示ムラが抑制できる斜面割合を光学シミュレーションにより算出した。その結果、例えば、複数の光源1のそれぞれに対向する入光エリア32の近傍の発光エリア30の領域に明部が発生した場合は、明部の発生している領域の第2光学要素18の密度を減少させる。また、複数の光源1間のそれぞれに対向する入光エリア32の近傍の発光エリア30の領域に暗部が発生した場合は、暗部発生領域の第2光学要素18の密度を増加させる。即ち、入光面10側での発光エリア30と表示エリア34との間の領域において、第2光学要素18の密度を適正化することにより、表示ムラを抑制できることが分かった。   In a general surface light source device, the distance from the light incident surface to the display area is about 4 mm. In consideration of tolerances and the like, it is necessary to prevent display unevenness from occurring in an area exceeding 3 mm from the light incident surface. Moreover, the interval between the plurality of light sources is usually in the range of 6 mm to 15 mm. From this, the interval between the plurality of light sources 1 was set to 6 mm to 15 mm, and the slope ratio capable of suppressing display unevenness was calculated by optical simulation in the region of the light emitting area 30 up to a position 3 mm away from the light incident surface 10. As a result, for example, when a bright portion is generated in the region of the light emitting area 30 near the light incident area 32 facing each of the plurality of light sources 1, the second optical element 18 in the region where the bright portion is generated Reduce density. Moreover, when a dark part generate | occur | produces in the area | region of the light emission area 30 of the vicinity of the light incident area 32 which each opposes between the some light sources 1, the density of the 2nd optical element 18 of a dark part generation | occurrence | production area | region is increased. That is, it was found that display unevenness can be suppressed by optimizing the density of the second optical element 18 in the region between the light emitting area 30 and the display area 34 on the light incident surface 10 side.

また、実施の形態に係る面光源装置では、図1に示したように、下向きプリズムシート5の複数のプリズム列26が形成された主面が導光板3に対向して拡散シート9と導光板3の間に配置される。あるいは、図2に示すように、拡散シート28が導光板3に対向して配置され、上向きプリズムシート6、6aの複数のプリズム列27、27aが形成された面の反対側の面が拡散シート28を挟んで導光板3に対向して配置される。その結果、高輝度、高効率の面光源装置を実現することができる。   In the surface light source device according to the embodiment, as shown in FIG. 1, the main surface on which the plurality of prism rows 26 of the downward prism sheet 5 are formed faces the light guide plate 3 and the diffusion sheet 9 and the light guide plate. 3 is arranged. Alternatively, as shown in FIG. 2, the diffusion sheet 28 is disposed to face the light guide plate 3, and the surface opposite to the surface on which the plurality of prism rows 27, 27 a of the upward prism sheets 6, 6 a are formed is the diffusion sheet. 28 is disposed opposite the light guide plate 3 with the 28 interposed therebetween. As a result, a surface light source device with high brightness and high efficiency can be realized.

なお、上述の説明において、図1あるいは図2に示したように、導光板3の第1主面12を出光面、第2主面14を反射面としている。しかし、図10に示すように、第2主面14を出光面として、プリズムシート5と面するように配置しても同等の効果を実現することができる。あるいは、図11に示すように、第2主面14を出光面として、拡散シート28と面するように配置しても同等の効果を実現することができる。この場合、第1主面12から出射した光は、第1主面12と面する反射部材7により反射され、導光板3内に再度導入される。   In the above description, as shown in FIG. 1 or FIG. 2, the first main surface 12 of the light guide plate 3 is the light exit surface and the second main surface 14 is the reflection surface. However, as shown in FIG. 10, even if the second main surface 14 is used as the light exit surface so as to face the prism sheet 5, the same effect can be realized. Alternatively, as shown in FIG. 11, the same effect can be achieved even if the second main surface 14 is used as a light exit surface so as to face the diffusion sheet 28. In this case, the light emitted from the first main surface 12 is reflected by the reflecting member 7 facing the first main surface 12 and introduced again into the light guide plate 3.

(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は本発明の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ定められるものである。
(Other embodiments)
As mentioned above, although this invention was described by embodiment of this invention, it should not be understood that the statement and drawing which make a part of this indication limit this invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の導光板及び面光源装置は、携帯電話機、ゲーム機器、電子手帳、カーナビゲーション、ノートPC、TV等の液晶表示装置等に用いることができる。   The light guide plate and surface light source device of the present invention can be used for liquid crystal display devices such as mobile phones, game machines, electronic notebooks, car navigation systems, notebook PCs, and TVs.

1…光源
3…導光板
4…基体
5、6、6a…プリズムシート
7…反射部材
8…集光部材
9…拡散シート
10…入光面(第1側面)
12…第1主面
14…第2主面
16…第1光学要素
18…第2光学要素
22…第1斜面
24…第2斜面
25…傾斜側面
26、27、27a…プリズム列
28…拡散シート
30…発光エリア
32…入光エリア
34…表示エリア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 3 ... Light guide plate 4 ... Base | substrate 5, 6, 6a ... Prism sheet 7 ... Reflective member 8 ... Condensing member 9 ... Diffusing sheet 10 ... Light-incident surface (1st side surface)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... 1st main surface 14 ... 2nd main surface 16 ... 1st optical element 18 ... 2nd optical element 22 ... 1st slope 24 ... 2nd slope 25 ... Inclined side surface 26,27,27a ... Prism row 28 ... Diffusion sheet 30 ... Light emitting area 32 ... Light incident area 34 ... Display area

Claims (15)

互いに対向する第1及び第2主面、前記第1及び第2主面を囲む複数の側面を有する基体と、
前記第1主面に配置され、前記基体の第1側面に直交する方向に延伸する複数の第1光学要素と、
前記第2主面の前記第1側面近傍にある入光エリアを除く全体に渡り互いに離間して配置された複数の第2光学要素とを備え、
前記複数の第2光学要素のそれぞれは、前記第1側面に垂直に切った断面において、前記基体の内部に向かう法線が前記第1側面と交わる第1斜面、及び前記第1斜面に対向する第2斜面を有し、前記第1斜面の法線と前記第2主面の法線を含む平面、及び前記第2斜面の法線と前記第2主面の法線を含む平面のそれぞれと前記第1側面との成す角度が90度±10度の範囲であり、前記第1側面に平行に切った断面において、互いに対向する傾斜側面を有し、前記第2主面に投影した各々の面積が0.0001mm2より大きく、0.023mm2未満の範囲であることを特徴とする導光板。
A base body having first and second main surfaces facing each other, and a plurality of side surfaces surrounding the first and second main surfaces;
A plurality of first optical elements disposed on the first main surface and extending in a direction perpendicular to the first side surface of the substrate;
A plurality of second optical elements disposed apart from each other except for a light incident area in the vicinity of the first side surface of the second main surface,
Each of the plurality of second optical elements is opposed to the first slope and the first slope where the normal to the inside of the base body intersects the first side in a cross section cut perpendicular to the first side. A plane having a second slope and including a normal line of the first slope and a normal line of the second main surface; and a plane including a normal line of the second slope and a normal line of the second main surface; The angle formed with the first side surface is in a range of 90 ° ± 10 °, and each of the cross-sections cut parallel to the first side surface has inclined side surfaces facing each other and projected onto the second main surface. area greater than 0.0001 mm 2, a light guide plate which is a range of less than 0.023 mm 2.
前記第1斜面が前記第1側面の法線と成す角度は、0.5度より大きく、10度未満の範囲であり、前記第2斜面が前記第1側面の法線と成す角度は、50度より大きく、89度未満の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の導光板。   The angle formed by the first slope with the normal line of the first side surface is greater than 0.5 degrees and less than 10 degrees, and the angle formed by the second slope surface with the normal line of the first side surface is 50 degrees. The light guide plate according to claim 1, wherein the light guide plate is in a range of greater than 85 degrees and less than 89 degrees. 前記傾斜側面のそれぞれが前記第2主面の法線に直交する線と成す角度γは、40度より大きく、75度未満の範囲であることを特徴とする請求項1又は2に記載の導光板。   3. The guide according to claim 1, wherein an angle γ formed by each of the inclined side surfaces with a line orthogonal to a normal line of the second main surface is in a range of greater than 40 degrees and less than 75 degrees. Light board. 前記第1斜面及び第2斜面、並びに前記傾斜側面が鏡面であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の導光板。   The light guide plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the first and second inclined surfaces and the inclined side surface are mirror surfaces. 前記複数の第2光学要素が配置されている領域を発光エリア、前記第1側面の反対側の側面を第2側面と規定し、前記複数の第2光学要素は、前記発光エリアの前記第2側面側の端部領域における単位面積当たりの個数が前記発光エリアの前記第1側面側の端部領域より多くなるように配置されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の導光板。   A region in which the plurality of second optical elements are disposed is defined as a light emitting area, and a side surface opposite to the first side surface is defined as a second side surface, and the plurality of second optical elements are defined in the second area of the light emitting area. 5. The device according to claim 1, wherein the number of the light emitting areas per unit area in the end region on the side surface side is larger than the end region on the first side surface side of the light emitting area. The light guide plate described in 1. 前記第2主面を前記第1側面に直交する平面に投影したときに、前記発光エリアの前記第1側面側の端から前記発光エリア内部に1mm以内の領域において、投影面積が1mmの任意の第1投影領域に対する、前記第1投影領域に含まれる前記複数の第2光学要素の投影面積の百分率が10%以上、40%以下の範囲であり、前記発光エリアの前記第2側面側の端から前記発光エリア内部に1mm以内の領域において、投影面積が1mmの任意の第2投影領域に対する、前記第2投影領域に含まれる前記複数の第2光学要素の投影面積の百分率が30%以上、65%以下の範囲であることを特徴とする請求項5に記載の導光板。 Arbitrary projection area of 1 mm 2 in a region within 1 mm from the end of the first side surface of the light emitting area to the inside of the light emitting area when the second main surface is projected onto a plane orthogonal to the first side surface The percentage of the projected area of the plurality of second optical elements included in the first projection area with respect to the first projection area is in the range of 10% or more and 40% or less, and the second side surface side of the light emitting area In a region within 1 mm from the end within the light emitting area, the percentage of the projected area of the plurality of second optical elements included in the second projected region is 30% with respect to an arbitrary second projected region having a projected area of 1 mm 2. The light guide plate according to claim 5, wherein the light guide plate has a range of 65% or less. 前記複数の第1光学要素のそれぞれは、前記第1側面に平行に切った断面形状が、80度より大きく、150度未満の範囲の頂角を有する二等辺三角形であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の導光板。   Each of the plurality of first optical elements is an isosceles triangle having a cross-sectional shape cut in parallel to the first side surface and having an apex angle in a range greater than 80 degrees and less than 150 degrees. Item 7. The light guide plate according to any one of Items 1 to 6. 前記複数の第1光学要素は、前記第1側面に平行に切った断面形状が、80度より大きく、150度未満の範囲の異なる頂角を有する複数の二等辺三角形を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の導光板。   The plurality of first optical elements include a plurality of isosceles triangles having cross-sectional shapes cut parallel to the first side surface and having different apex angles in a range of greater than 80 degrees and less than 150 degrees. The light guide plate according to any one of claims 1 to 6. 液晶表示素子を照射する面光源装置であって、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の導光板と、
前記第1側面を入光面として、前記入光面に対向して配置された光源と、
前記導光板の反射面に面して配置され、前記反射面から入射する光を前記導光板内に反射する反射部材と、
前記反射面の反対側の出光面に面するように配置され、前記出光面から入射する光の伝播方向を制御して集光する集光部材
とを備えることを特徴とする面光源装置。
A surface light source device for irradiating a liquid crystal display element,
The light guide plate according to any one of claims 1 to 8,
A light source disposed opposite to the light incident surface with the first side surface as a light incident surface;
A reflective member disposed facing the reflective surface of the light guide plate and reflecting light incident from the reflective surface into the light guide plate;
A surface light source device comprising: a condensing member disposed so as to face a light exit surface opposite to the reflection surface, and condensing light by controlling a propagation direction of light incident from the light exit surface.
前記第2光学要素が配置されている領域を発光エリア、前記第1側面の反対側の側面を第2側面と規定し、前記複数の第2光学要素は、前記発光エリアの前記第2側面側の端部領域における単位面積当たりの個数が前記発光エリアの前記入光面側の端部領域より多くなるように配置されていることを特徴とする請求項9に記載の面光源装置。   A region where the second optical element is arranged is defined as a light emitting area, and a side surface opposite to the first side surface is defined as a second side surface, and the plurality of second optical elements are the second side surface side of the light emitting area. 10. The surface light source device according to claim 9, wherein the surface light source device is arranged so that the number per unit area in the end region of the light emitting area is larger than the end region on the light incident surface side of the light emitting area. 前記液晶表示素子に対応し、前記発光エリアに内包された前記導光板の領域を表示エリアと規定し、前記導光板の前記第2主面を前記入光面に直交する平面に投影したときに、前記発光エリアの入光面側の端から前記発光エリア内部に1mm以内の領域において、投影面積が1mmの任意の第1投影領域に対する、前記第1投影領域に含まれる前記複数の第2光学要素の投影面積の百分率が10%以上、40%以下の範囲であり、前記発光エリアの前記第2側面側の端から前記発光エリア内部に1mm以内の領域において、投影面積が1mmの任意の第2投影領域に対する、前記第2投影領域に含まれる前記複数の第2光学要素の投影面積の百分率が30%以上、65%以下の範囲であることを特徴とする請求項10に記載の面光源装置。 Corresponding to the liquid crystal display element, a region of the light guide plate included in the light emitting area is defined as a display area, and the second main surface of the light guide plate is projected onto a plane orthogonal to the light incident surface. The plurality of second projections included in the first projection area with respect to an arbitrary first projection area having a projection area of 1 mm 2 in an area within 1 mm from the end on the light incident surface side of the light emitting area to the inside of the light emitting area. The percentage of the projected area of the optical element is in the range of 10% to 40%, and the projected area is 1 mm 2 in a region within 1 mm from the end of the second side surface of the light emitting area to the inside of the light emitting area. The percentage of the projected area of the plurality of second optical elements included in the second projection area with respect to the second projection area is in a range of 30% to 65%. Surface light source . 前記出光面が、前記第1主面であることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 9, wherein the light exit surface is the first main surface. 前記出光面が、前記第2主面であることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 9, wherein the light exit surface is the second main surface. 前記集光部材が、複数のプリズム列が配列された主面が前記出光面に面するように配置された下向きプリズムシートを含むことを特徴とする請求項9〜13のいずれか1項に記載の面光源装置。   The said condensing member contains the downward prism sheet arrange | positioned so that the main surface in which the some prism row | line | column was arranged faces the said light emission surface. Surface light source device. 前記集光部材が、前記出光面に面するように配置された拡散シート、複数のプリズム列が配列された主面に対向する他の主面が前記拡散シートを挟んで前記出光面に対向するように配置された上向きプリズムシートを含むことを特徴とする請求項9〜13のいずれか1項に記載の面光源装置。   The condensing member is disposed so as to face the light exit surface, and another main surface facing the main surface on which a plurality of prism rows are arranged faces the light exit surface with the diffusion sheet interposed therebetween. The surface light source device according to claim 9, further comprising an upward prism sheet arranged as described above.
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