JP3666834B2

JP3666834B2 - Light guide plate and side light type surface light source device

Info

Publication number: JP3666834B2
Application number: JP32920296A
Authority: JP
Inventors: 浩美篠子
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 1996-11-25
Filing date: 1996-11-25
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2016-11-25
Also published as: JPH10153778A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイドライト型面光源装置に関し、例えば入射面より遠ざかるに従って板状部材の板厚が薄くなるように形成されたサイドライト型面光源装置に適用するものである。本発明は、入射面に沿って出射面側に所定幅により帯状に、隣接する領域に比して照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を形成することにより、併せて裏面側に、入射面に沿って所定幅により帯状に光拡散領域を形成することにより、出射光量の分布を均一化して高品位の照明光を出射することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば液晶表示装置においては、サイドライト型面光源装置により液晶表示パネルを照明し、これにより全体形状を薄型化するようになされている。
【０００３】
すなわちサイドライト型面光源装置は、棒状光源でなる一次光源を板状部材（すなわち導光板でなる）の側方に配置し、この一次光源より出射される照明光を導光板の端面より導光板に入射する。さらにサイドライト型面光源装置は、この照明光を屈曲して、導光板の平面より液晶表示パネルに向けて出射し、これにより全体形状を薄型化できるようになされている。
【０００４】
このようなサイドライト型面光源装置は、ほぼ均一な板厚により導光板を形成した方式のものと、一次光源より遠ざかるに従って導光板の板厚を徐々に薄く形成した形式のものとがあり、後者は、前者に比して効率良く照明光を出射することができる。
【０００５】
図４は、この後者のサイドライト型面光源装置１の一例を示す分解斜視図である。このサイドライト型面光源装置１は、光散乱導光板２の側方に一次光源３を配置し、反射シート４、光散乱導光板２、プリズムシート５、光拡散シート６、プリズムシート７を順次積層して形成される。
【０００６】
一次光源３は、冷陰極管でなる蛍光ランプ８の周囲を、リフレクター９で囲って形成され、リフレクター９の開口側より光散乱導光板２の端面２Ａに照明光を入射する。ここでリフレクター９は、入射光を正反射又は乱反射する例えばシート材により形成される。
【０００７】
反射シート４は、金属箔等でなるシート状の正反射部材、又は白色ＰＥＴフィルム等でなるシート状の乱反射部材により形成され、斜面２Ｂより漏れ出す照明光を反射して光散乱導光板２に入射し、これにより照明光の利用効率を向上する。
【０００８】
光散乱導光板２は、断面楔型形状の導光板で、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなるマトリックス中に、これと屈折率の異なる透光性の微粒子が一様に混入分散されて形成される。これによりＡ−Ａ線により切り取って図５に断面を示すように、この光散乱導光板２は、一次光源３側端面でなる入射面２Ａより照明光Ｌを入射し、透光性の微粒子により照明光Ｌを散乱させながら、また乱反射部材による反射シート４を適用した場合は、この反射シート４により一部乱反射させながら、反射シート４側平面（以下斜面と呼ぶ）２Ｂとプリズムシート５側平面（以下出射面と呼ぶ）２Ｃとの間を繰り返し反射させながら照明光を伝搬する。
【０００９】
この伝搬の際に、照明光Ｌは、斜面２Ｂで反射する毎に出射面に対する入射角が徐々に低下し、出射面に対して臨界角以下の成分が出射面２Ｃより出射される。この出射面２Ｃより出射される照明光は、光散乱導光板２の内部において透光性の微粒子により散乱され、また反射シート４により乱反射して伝搬されることにより、散乱光により出射される。しかしながらこの照明光Ｌは、出射面２Ｃに対して伝搬方向に傾いて形成された斜面２Ｂを反射して伝搬することにより、主たる出射方向が楔型形状の先端方向に傾いて形成される。すなわち出射光Ｌが指向性を有するようになり、これによりサイドライト型面光源装置１は、指向出射性を有するようになる。
【００１０】
プリズムシート５及び７は、この照明光Ｌの指向性を補正するために配置される。すなわちプリズムシート５及び７は、ポリカーボネート等の透光性のシート材で形成され、それぞれ光散乱導光板２側の片面及びこれと逆側の片面にプリズム面が形成される。ここでプリズム面は、一方向にほぼ平行に延長する断面三角形形状の突起が繰り返されて形成される。プリズムシート５は、断面三角形形状の突起が入射面２Ａと平行に延長するように、プリズムシート７は、断面三角形形状の突起が入射面２Ａと直交する方向に延長するように形成される。
【００１１】
これによりプリズムシート５及び７は、この三角形形状の突起の斜面で、出射光の主たる出射方向を出射面２Ｃの正面方向に補正する。なおプリズムシートとしては、両面にプリズム面を形成した構造のいわゆる両面プリズムシートを用いる場合もある。
【００１２】
光拡散シート６は、出射光を拡散し、プリズムシート５及び７による指向性を緩和する。これによりこのサイドライト型面光源装置１では、ほぼ均一な板厚により光散乱導光板を形成した方式のサイドライト型面光源装置に比して、出射光を正面方向に効率良く出射できるようになされている。かくするにつきプリズムシート５及び７、光拡散シート６は、出射光の特性でなる照明光の指向性を補正する照明光補正部材を構成する。
【００１３】
なお、このような指向出射性を有する導光板を用いたサイドライト型面光源装置として、透明部材又は半透明部材により、楔型形状又は楔型形状に近い形状に導光板を形成し、或いは平板形状の導光板を形成し、この導光板の出射面及び又は裏面に散乱膜、粗面等を形成したものもある。このようなサイドライト型面光源装置においても、同様に、出射光を正面方向に効率良く出射できるようになされている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこのようなサイドライト型面光源装置１は、出射面の入射面近傍に、輝度レベルの高い領域（以下明帯と呼ぶ）と輝度レベルの低い領域（以下暗帯と呼ぶ）とが帯状に形成され（図４）、これにより出射光量の分布が不均一になる問題があった。
【００１５】
この問題を解決する１つの方法として、入射面に光拡散面を形成する方法も考えられるが、光散乱導光板の形状によっては、この方法でも充分に輝度ムラを抑圧できない場合がある。
【００１６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、出射光量の分布を均一化して高品位の照明光を出射することができるサイドライト型面光源装置を提案しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、板状部材の端面から照明光を入射し、この照明光を屈曲して板状部材の出射面より出射するサイドライト型面光源装置に適用する。このサイドライト型面光源装置において、板状部材の出射面側に、端面に沿って、光拡散の程度が、前記端面側の最初の暗帯の領域を覆い、続く明帯の一部領域を覆う範囲で一定に保持された後、前記端面から遠ざかるに従って徐々に低下するように、隣接する領域に比して照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を形成する。
【００１８】
また請求項２の発明においては、請求項１の構成において、板状部材の出射面に、光拡散領域を形成する。また請求項３の発明においては、板状部材の端面から照明光を入射し、前記照明光を屈曲して前記板状部材の出射面より出射するサイドライト型面光源装置に適用して、前記板状部材の出射面側に、前記端面に沿って帯状に、隣接する領域に比して前記照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を形成し、更に、前記出射面と対向する面側に、前記端面に沿って、前記出射面側の光拡散領域に比してほぼ前記端面の厚みの分だけ幅狭の帯状に、隣接する領域に比して前記照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を形成する。また請求項４の発明においては、請求項１、請求項２又は請求項３の構成において、前記板状部材の出射面に、前記出射面より射出される前記照明光の特性を補正する照明光補正部材を有し、前記出射面側の光拡散領域は、前記照明光補正部材に形成されてなるようにする。
【００１９】
また請求項５の発明においては、請求項１、請求項２又は請求項３の構成において、端面より遠ざかるに従って板厚が徐々に低減するように、板状部材を形成する。
【００２０】
また請求項６の発明においては、端面から入射した照明光を出射面より出射するようにしてなる導光板に適用して、出射面側に、隣接する領域に比して照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を端面に沿って形成し、更に、前記出射面と対向する面に、前記端面に沿って、前記出射面側の光拡散領域に比してほぼ前記端面の厚みの分だけ幅狭の帯状に、隣接する領域に比して前記照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を形成する。
【００２１】
請求項１の構成により、板状部材の出射面側に、端面に沿って、光拡散の程度が、前記端面側の最初の暗帯の領域を覆い、続く明帯の一部領域を覆う範囲で一定に保持された後、前記端面から遠ざかるに従って徐々に低下するように、隣接する領域に比して照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を形成すれば、この光拡散領域を透過する出射光の光量分布を均一化することができる。またこの光拡散領域で反射された後、出射面と対向する面で反射して出射される照明光についても、光量を均一化することができる。
【００２２】
また請求項２の構成により、又は請求項４の構成により、板状部材の出射面に、又は出射面に配置された照明光補正部材に、光拡散領域を形成して、簡易に光拡散領域を形成することができる。
【００２３】
また請求項３の構成により、サイドライト型面光源装置に適用して、前記板状部材の出射面側に、前記端面に沿って帯状に、隣接する領域に比して前記照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を形成し、更に、前記出射面と対向する面側に、前記端面に沿って、前記出射面側の光拡散領域に比してほぼ前記端面の厚みの分だけ幅狭の帯状に、隣接する領域に比して前記照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を形成すれば、出射面側だけでは完全に出射光量を均一化できない場合でも、一層均一化することができる。また請求項５の構成により、端面より遠ざかるに従って板厚が徐々に低減するように、板状部材を形成する場合に適用して、出射光の光量分布を均一化することができる。
【００２４】
また請求項６の構成により、導光板に適用して、出射面側に、隣接する領域に比して照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を端面に沿って形成し、更に、前記出射面と対向する面に、前記端面に沿って、前記出射面側の光拡散領域に比してほぼ前記端面の厚みの分だけ幅狭の帯状に、隣接する領域に比して前記照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を形成すれば、この光拡散領域を透過する出射光の光量分布を均一化することができる。またこの光拡散領域で反射された後、出射面と対向する面で反射して出射される照明光についても、光量を均一化することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２６】
（１）第１の実施の形態
図１は、本発明の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す斜視図である。このサイドライト型面光源装置１０は、光散乱導光板１１の側方に一次光源３を配置し、反射シート４、光散乱導光板１１、プリズムシート５、光拡散シート６、プリズムシート７を順次積層して形成される。なおこの図１において、図４について上述した構成と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。また反射シート４は、白色ＰＥＴフィルムが適用される。
【００２７】
Ｂ−Ｂ線により切り取って図２に断面を示すように、このサイドライト型面光源装置１０は、樹脂材料により枠状に形成されたフレーム１２により全体が保持される。ここでフレーム１２は、出射面側の縁が、光散乱導光板１１の入射面側より所定の長さＡＲだけ飛び出すように形成され、これにより光散乱導光板１１の入射面１１Ａ側、下側エッジＥＬより出射して直接出射面１１Ｃより出射する照明光を遮光するようになされている。これによりサイドライト型面光源装置１０では、照明光により明るく照らし出された下側エッジＥＬが出射面より観察されてなる輝線の影響を実質的に除去する。
【００２８】
さらにサイドライト型面光源装置１０において、光散乱導光板１１の入射面１１Ａ側、上側エッジＥＵに沿って、正反射部材でなる銀シート１３が両面テープによりプリズムシート５に貼り着けられて配置される。これによりサイドライト型面光源装置１０では、蛍光ランプ８より出射されて、上側エッジＥＵに到来する照明光を遮光して照明光により上側エッジＥＵが著しく照らし出されないようになされている。
【００２９】
これに対して光散乱導光板１１は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなるマトリックス中に、これと屈折率の異なる透光性の微粒子を一様に混入分散して、断面楔型形状に形成される。さらに光散乱導光板１１は、出射面側の所定領域に光拡散領域１４が形成され、この光拡散領域１４を除いて、全ての面がほぼ鏡面により形成される。
【００３０】
光拡散領域１４は、マット面処理により所定の粗さのマット面（シボ面）に形成され、図２（Ｂ）に示すように、入射面より一定の粗さで形成された後、徐々に粗さが低減するようになされている。これにより光拡散領域１４は、照明光を拡散するようになされ、その光拡散の程度が所定範囲で一定値に保持された後、徐々に低下するようになされている。
【００３１】
ここでこの光拡散の程度が一定値に保持される範囲は、出射面において、入射面側エッジＥＵより連続する最初の暗帯の領域を覆い、続く明帯の一部を覆うように配置される（図２（Ａ））。なおこの図２（Ａ）においては、従来のサイドライト型面光源装置１における出射光量を点線により、サイドライト型面光源装置１０における出射光量を実線により示す。
【００３２】
これによりこの光拡散の程度が一定値に保持される範囲において、光拡散領域１４は、照明光を散乱し、暗帯の領域においては、出射面１１Ｃからの出射光量を増大する。これにより光拡散領域１４は、この入射面１１Ａに近接した領域においては、出射面１１Ｃの透過光量を補正して、出射光量を均一化する。また出射面１１Ｃにおいて反射光を散乱させることにより、さらにはこの散乱を受けた照明光を透光性の微粒子により散乱させることにより、続く楔型先端側の領域についても出射光量を均一化する。
【００３３】
これに対して、光拡散領域１４は、楔型先端側で徐々に照明光を散乱する程度を低減し、これにより続く鏡面との境界を目立たなくする。なおこの光拡散の程度が徐々に低下する範囲においても、上述の光拡散の程度が一定値に保持される範囲程ではないものの、照明光を散乱することにより、透過光量を補正して、また反射光を散乱させて出射光量を均一化することになる。
【００３４】
以上の構成において、蛍光ランプ８から射出された照明光は（図１）、直接に、又はリフレクター９で反射した後、入射面１１Ａより光散乱導光板１１の内部に入射し、この照明光が透光性の微粒子により散乱を受けながら斜面１１Ｂと出射面１１Ｃとの間で反射を繰り返して光散乱導光板１１の内部を伝搬する。このときこの照明光は、斜面１１Ｂで反射する毎に出射面１１Ｃに対する入射角が低下し、出射面１１Ｃに対して臨界角以下の成分が出射面１１Ｃより出射される。
【００３５】
これにより照明光は、入射面１１Ａの直近の領域において、主に、入射面１１Ａ側より入射面より直接出射面１１Ｃに到来した臨界角以下の成分が出射され、続く楔型先端側の領域では、主に、入射面１１Ａより直接斜面１１Ｂに到来し、ここで反射されて出射面１１Ｃに到来した臨界角以下の成分が出射される。サイドライト型面光源装置１０では、何ら処理しない場合、主にこの直接の照明光が入射する領域に、また主に斜面で１回反射した照明光が入射する領域に最初の暗帯が形成される。さらに続く領域では、明帯が形成される。
【００３６】
この最初の暗帯と明帯の一部領域において、照明光は、出射面１１Ｃに形成された光拡散領域１４により散乱を受け、これにより暗帯の領域においては、出射面１１Ｃからの出射光量が増大する。これにより照明光は、この領域において出射光量が均一化される。
【００３７】
またこの領域において、照明光は、反射光も散乱を受けることにより、また光散乱導光板１１の内部においても散乱することにより、続く楔型先端側においても、出射光量が均一化される。
【００３８】
さらにこの最初の明帯の残りの領域以降において、照明光は、出射面１１Ｃにおける光拡散の程度が徐々に低下することにより、光拡散領域１４の境界が目立たなくなるように保持され、またこの領域によっても出射光の光量分布が均一化される。
【００３９】
このようにして均一な照明光を出射する際に、入射面１１Ａの下側エッジＥＬにおいては、照明光により明るく照らし出され、このエッジＥＬから出射して直接出射面１１Ｃより出射される照明光がフレーム１２により遮光される。またこの照明光のうちの出射面で反射した成分においては、出射面１１Ｃにおいて光拡散領域１４により拡散され、また内部の透光性微粒子により散乱され、これにより下側エッジＥＬによる輝線が防止される。
【００４０】
また入射面１１Ａの上側エッジＥＵにおいては、このエッジＥＵに沿って配置された銀シート１３により上側エッジＥＵへの照明光の入射が防止され、これにより上側エッジＥＵによる輝線が防止される。
【００４１】
以上の構成によれば、光散乱導光板１１の入射面１１Ａに沿って、この光散乱導光板１１の出射面１１Ｃに、一定の幅で光拡散領域１４を形成したことにより、暗帯の領域において出射光量を増大させることができ、これにより出射光量の分布を均一化して高品位の照明光を出射することができる。
【００４２】
（２）第２の実施の形態
図３は、第２の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す断面図である。このサイドライト型面光源装置２０では、光散乱導光板１１の斜面側にも光拡散領域２１を形成する。なおこの図３において、図２について上述した構成と同一の構成は、対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００４３】
ここで光拡散領域２１は、光散乱導光板１１の入射面に沿って、帯状に、光拡散領域１４に比して、ほぼ入射面１１Ａの板厚の分だけ幅狭に形成される。さらに光拡散領域２１は、光拡散領域１４と同様に、光拡散の程度を一定値に保持した領域が形成された後、徐々に光拡散の程度が低下するように形成される。
【００４４】
すなわちこの種の断面楔型形状の導光板においては、基本的に、斜面及び出射面との間で照明光を反射させながら楔型先端方向に伝搬し、このとき臨界角以下の成分を出射面より出射する。従って入射面より入射する照明光の、導光板の形状に対する角度分布に応じて、明帯、暗帯の発生程度が変化することになる。これにより光散乱導光板１１の形状（入射面の厚さ、楔型先端までの長さ等）によっては、単に出射面に光拡散領域１４を形成しても充分に出射光量を均一化できない場合が発生する。
【００４５】
ところがこの実施の形態においては、斜面側で反射する際に照明光を拡散することにより、出射面の明帯及び暗帯に対応する領域間における照明光の光量差を低減することができる。これにより第１の実施の形態に比してさらに一段と出射光量を均一化することができる。
【００４６】
図３に示す構成によれば、出射面に加えて、斜面側にも光拡散領域を形成したことにより、さらに一段と高品位の照明光を出射することができる。
【００４７】
（３）他の実施の形態
なお上述の実施の形態では、光拡散の程度を一定に保持した後、徐々に低下するように光拡散領域を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光拡散の程度を一定に保持した後、段階的に低減して光拡散領域を形成してもよい。また実用上充分に光拡散領域と隣接する領域との間の境界が目立たない場合、単に光拡散の程度を一定に保持して光拡散領域を形成してもよい。
【００４８】
また上述の実施の形態では、マット面処理により、光拡散領域を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、サンドペーパーによるブラスト処理、化学エッチング処理により粗面に形成する場合等、種々の粗面形成手段を広く適用することができる。また粗面化により照明光を拡散する場合に限らず、白色インク等の光拡散材料を付着させて光拡散領域を形成してもよい。
【００４９】
さらに上述の実施の形態では、光散乱導光板に直接光拡散領域を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば斜面側においては反射シートに印刷を施し、反射シートと一体に光拡散領域を形成してもよい。また出射面側においては、プリズムシート５等の照明光補正部材に印刷を施し、これら照明光補正部材と一体に光拡散領域を形成してもよい。また斜面側においては、例えば斜面を粗面に形成して金属膜等を蒸着することにより、斜面と反射シートを一体化して光拡散領域を形成してもよい。
【００５０】
また上述の実施の形態においては、光拡散領域以外の面については鏡面により光散乱導光板を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光散乱導光板の入射面に光拡散面を形成する場合にも広く適用することができる。
【００５１】
さらに上述の実施の形態においては、白色ＰＥＴフィルムにより反射シートを形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の乱反射部材を広く適用することができ、また銀を蒸着したフィルム等の正反射部材を使用する場合にも広く適用することができる。
【００５２】
さらに上述の実施の形態においては、照明光補正部材としてプリズムシート５、光拡散シート６、プリズムシート７を順次積層して配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばプリズムシート５及び７に代えて両面にプリズム面を形成したいわゆる両面プリズムシートを配置する場合、プリズムシート５あるいはプリズムシート７のみを配置する場合等、種々の照明光補正部材を適用する場合に広く適用することができる。
【００５３】
また上述の実施の形態においては、透光性微粒子を分散混入して光散乱導光板を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、シリカ等の微粒子を分散混入して光散乱導光板を形成する場合にも広く適用することができる。
【００５４】
さらに上述の実施の形態では、断面楔型形状の板状部材でなる光散乱導光板を用いたサイドライト型面光源装置に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ほぼ均一な板厚により光散乱導光板を形成した方式のサイドライト型面光源装置、あるいはその他の指向出射性を有する導光板を用いたサイドライト型面光源装置にも広く適用することができる。
【００５５】
また上述の実施の形態では、一端面より照明光を入射する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、併せて他の端面から照明光を入射する構成のサイドライト型面光源装置にも広く適用することができる。
【００５６】
さらに上述の実施の形態では、液晶表示装置の面光源装置に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の照明機器、表示装置等のサイドライト型面光源装置に広く適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、入射面に沿って、出射面側に帯状に、隣接する領域に比して照明光を散乱する程度の高い光拡散領域を形成することにより、出射光量の分布を均一化して高品位の照明光を出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す斜視図である。
【図２】図１のサイドライト型面光源装置をＢ−Ｂ線により切り取って示す断面図と、対応する特性曲線図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るサイドライト型面光源装置を示す断面図である。
【図４】従来のサイドライト型面光源装置を示す分解斜視図である。
【図５】図４をＡ−Ａ線により切り取って示す断面図である。
【符号の説明】
１、１０、２０サイドライト型面光源装置
２、１１光散乱導光板
２Ａ、１１Ａ入射面
２Ｂ、１１Ｂ斜面
３一次光源
４反射シート
５プリズムシート
１４、２１光拡散領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sidelight type surface light source device, and is applied to, for example, a sidelight type surface light source device formed such that the plate thickness of a plate member becomes thinner as the distance from an incident surface increases. The present invention forms a light diffusion region with a predetermined width on the exit surface side along the entrance surface and a high light diffusion region that scatters illumination light as compared to the adjacent region , and also enters the back surface side. By forming the light diffusion region in a band shape with a predetermined width along the surface, the distribution of the amount of emitted light can be made uniform and high-quality illumination light can be emitted.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a liquid crystal display device, a liquid crystal display panel is illuminated by a sidelight type surface light source device, thereby reducing the overall shape.
[0003]
That is, in the sidelight type surface light source device, a primary light source composed of a rod-shaped light source is disposed on the side of a plate-like member (that is, composed of a light guide plate), and illumination light emitted from the primary light source is guided from the end face of the light guide plate Is incident on. Further, the sidelight type surface light source device bends the illumination light and emits the light from the plane of the light guide plate toward the liquid crystal display panel, whereby the overall shape can be reduced.
[0004]
Such a sidelight type surface light source device has a type in which a light guide plate is formed with a substantially uniform plate thickness and a type in which the thickness of the light guide plate is gradually reduced as the distance from the primary light source increases. The latter can emit illumination light more efficiently than the former.
[0005]
FIG. 4 is an exploded perspective view showing an example of the latter sidelight type surface light source device 1. In this sidelight type surface light source device 1, a primary light source 3 is disposed on the side of a light scattering light guide plate 2, and a reflection sheet 4, a light scattering light guide plate 2, a prism sheet 5, a light diffusion sheet 6, and a prism sheet 7 are sequentially arranged. It is formed by stacking.
[0006]
The primary light source 3 is formed by surrounding a fluorescent lamp 8 made of a cold cathode tube with a reflector 9, and makes illumination light incident on the end surface 2 </ b> A of the light scattering light guide plate 2 from the opening side of the reflector 9. Here, the reflector 9 is formed of, for example, a sheet material that regularly or irregularly reflects incident light.
[0007]
The reflection sheet 4 is formed of a sheet-like specular reflection member made of metal foil or the like, or a sheet-like irregular reflection member made of white PET film, etc. Incident, thereby improving the utilization efficiency of illumination light.
[0008]
The light scattering light guide plate 2 is a light guide plate having a wedge-shaped cross section, and is formed by uniformly mixing and dispersing translucent fine particles having a different refractive index from a matrix made of, for example, polymethyl methacrylate (PMMA). The As a result, the light scattering light guide plate 2 receives the illumination light L from the incident surface 2A, which is the end surface on the primary light source 3 side, and is cut off by translucent fine particles as shown in FIG. When the reflection sheet 4 made of the irregular reflection member is applied while scattering the illumination light L, the reflection sheet 4 side plane (hereinafter referred to as a slope) 2B and the prism sheet 5 side plane are partially diffusely reflected by the reflection sheet 4. Illumination light is propagated while repeatedly reflecting between 2C (hereinafter referred to as the exit surface).
[0009]
During this propagation, every time the illumination light L is reflected by the inclined surface 2B, the incident angle with respect to the emission surface gradually decreases, and a component having a critical angle or less with respect to the emission surface is emitted from the emission surface 2C. The illumination light emitted from the emission surface 2 </ b> C is scattered by the light-transmitting fine particles inside the light scattering light guide plate 2, and diffused and propagated by the reflection sheet 4 to be emitted by the scattered light. However, the illumination light L is reflected and propagated on the inclined surface 2B formed to be inclined in the propagation direction with respect to the emission surface 2C, so that the main emission direction is formed to be inclined toward the tip of the wedge shape. That is, the outgoing light L has directivity, and thus the sidelight type surface light source device 1 has the directivity.
[0010]
The prism sheets 5 and 7 are arranged to correct the directivity of the illumination light L. That is, the prism sheets 5 and 7 are formed of a light-transmitting sheet material such as polycarbonate, and a prism surface is formed on one surface on the light scattering light guide plate 2 side and the other surface on the opposite side. Here, the prism surface is formed by repeating protrusions having a triangular cross section extending substantially parallel to one direction. The prism sheet 5 is formed so that the projections having a triangular cross section extend in parallel with the incident surface 2A, and the prism sheet 7 is formed so that the projections having a triangular cross section extend in a direction perpendicular to the incident surface 2A.
[0011]
As a result, the prism sheets 5 and 7 correct the main emission direction of the emitted light to the front direction of the emission surface 2 </ b> C at the slope of the triangular projection. In addition, as a prism sheet, what is called a double-sided prism sheet of the structure which formed the prism surface on both surfaces may be used.
[0012]
The light diffusing sheet 6 diffuses the emitted light and relaxes the directivity by the prism sheets 5 and 7. As a result, the sidelight type surface light source device 1 can emit outgoing light more efficiently in the front direction than the sidelight type surface light source device of the type in which the light scattering light guide plate is formed with a substantially uniform thickness. Has been made. Accordingly, the prism sheets 5 and 7 and the light diffusion sheet 6 constitute an illumination light correction member that corrects the directivity of the illumination light that is the characteristic of the emitted light.
[0013]
In addition, as a side light type surface light source device using such a light guide plate having directional emission characteristics, a light guide plate is formed in a wedge shape or a shape close to a wedge shape by a transparent member or a semi-transparent member, or a flat plate A light guide plate having a shape may be formed, and a scattering film, a rough surface, or the like may be formed on the exit surface and / or the back surface of the light guide plate. Similarly in such a sidelight type surface light source device, the emitted light can be efficiently emitted in the front direction.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a sidelight type surface light source device 1, a region having a high luminance level (hereinafter referred to as a light band) and a region having a low luminance level (hereinafter referred to as a dark band) are formed in a band shape in the vicinity of the incident surface of the emission surface. As a result, the distribution of the quantity of emitted light becomes non-uniform (FIG. 4).
[0015]
One method for solving this problem is to form a light diffusing surface on the incident surface. However, depending on the shape of the light-scattering light guide plate, this method may not sufficiently suppress luminance unevenness.
[0016]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to propose a sidelight type surface light source device capable of emitting high-quality illumination light by uniformizing the distribution of emitted light quantity.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the invention according to claim 1 is applied to a sidelight type surface light source device in which illumination light is incident from the end face of the plate-like member, and the illumination light is bent and emitted from the emission surface of the plate-like member. To do. In this side light type surface light source device, the light diffusion degree covers the first dark band region on the end surface side along the end surface on the emission surface side of the plate-like member, and the following partial region of the bright band After being held constant in the covered area, a light diffusion region that is high enough to scatter the illumination light as compared to the adjacent region is formed so as to gradually decrease as the distance from the end face increases .
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, a light diffusion region is formed on the exit surface of the plate member. In the invention of claim 3, the present invention is applied to a sidelight type surface light source device that receives illumination light from an end face of a plate-like member, bends the illumination light and emits it from the emission surface of the plate-like member, On the exit surface side of the plate-like member, a light diffusion region that is high in the extent of scattering the illumination light as compared to an adjacent region is formed in a band shape along the end surface, and further, the surface side facing the exit surface In addition, the illumination light is scattered along the end surface in a band shape narrower than the light diffusion region on the exit surface side by the thickness of the end surface, compared to the adjacent region. A light diffusion region is formed. According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the first, second, or third aspect, the illumination light that corrects the characteristics of the illumination light emitted from the emission surface on the emission surface of the plate-like member. It has a correction member, and the light diffusion region on the emission surface side is formed on the illumination light correction member.
[0019]
In the invention of claim 5 , in the structure of claim 1, claim 2 or claim 3, the plate-like member is formed so that the plate thickness gradually decreases as the distance from the end face increases.
[0020]
In the or invention of claim 6, applied to a light guide plate formed so as to output from the output surface of the illumination light incident from the end surface, the emission surface side and scattered illumination light than the adjacent regions A light diffusion region having a high degree is formed along the end surface, and the thickness of the end surface is substantially equal to the light diffusion region on the output surface side along the end surface on the surface facing the output surface. A light diffusion region having a high degree of scattering of the illumination light as compared with adjacent regions is formed in a narrow band shape .
[0021]
The arrangement of claim 1, the exit surface side of the plate-shaped member, along the end surface, the degree of light diffusion, a range covering the first region of the dark zone of the end face covers a partial region of the subsequent bright band If a light diffusion region that is high enough to scatter illumination light compared to the adjacent region is formed so that it gradually decreases as it moves away from the end face after being held constant at The light quantity distribution of the emitted light can be made uniform. Further, the illumination light that is reflected by the light diffusing region and then reflected by the surface facing the emission surface can be made uniform.
[0022]
Further , according to the configuration of claim 2 or according to the configuration of claim 4 , a light diffusion region is easily formed by forming a light diffusion region on the exit surface of the plate-like member or the illumination light correction member disposed on the exit surface. Can be formed.
[0023]
Further, according to the configuration of claim 3, when applied to a sidelight type surface light source device, the illumination light is scattered on the emission surface side of the plate-like member in a band shape along the end surface as compared with an adjacent region. A light diffusion region having a high degree is formed, and further, on the side facing the emission surface, along the end surface, the width is narrower by the thickness of the end surface than the light diffusion region on the emission surface side. If a light diffusing region that is high enough to scatter the illumination light as compared to the adjacent region is formed in the belt shape, even if the amount of emitted light cannot be completely uniformed only on the exit surface side, it can be made more uniform. it can. According to the fifth aspect of the present invention, the light quantity distribution of the emitted light can be made uniform by being applied to the case where the plate-like member is formed so that the plate thickness gradually decreases as the distance from the end face increases.
[0024]
According to the configuration of claim 6, when applied to the light guide plate, a light diffusion region that scatters illumination light higher than the adjacent region is formed on the exit surface side along the end surface. The illumination light is applied to a surface opposite to the surface along the end surface in a band shape narrower by the thickness of the end surface than the light diffusion region on the exit surface side, compared to the adjacent region. If a light diffusion region having a high degree of scattering is formed, the light amount distribution of the emitted light that passes through the light diffusion region can be made uniform. Further, the illumination light that is reflected by the light diffusing region and then reflected by the surface facing the emission surface can be made uniform.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[0026]
(1) First Embodiment FIG. 1 is a perspective view showing a sidelight type surface light source device according to an embodiment of the present invention. In this sidelight type surface light source device 10, the primary light source 3 is disposed on the side of the light scattering light guide plate 11, and the reflection sheet 4, the light scattering light guide plate 11, the prism sheet 5, the light diffusion sheet 6, and the prism sheet 7 are sequentially arranged. It is formed by stacking. In FIG. 1, the same components as those described above with reference to FIG. 4 are denoted by the corresponding reference numerals, and redundant description is omitted. The reflection sheet 4 is a white PET film.
[0027]
As shown in a cross section in FIG. 2 taken along the line BB, the side light type surface light source device 10 is entirely held by a frame 12 formed in a frame shape from a resin material. Here, the frame 12 is formed so that the edge on the exit surface side protrudes from the entrance surface side of the light scattering light guide plate 11 by a predetermined length AR, whereby the entrance surface 11A side and the lower side of the light scattering light guide plate 11 are formed. Illumination light emitted from the edge EL and directly emitted from the emission surface 11C is shielded. Thereby, in the sidelight type surface light source device 10, the influence of the bright line formed by observing the lower edge EL brightly illuminated by the illumination light from the emission surface is substantially removed.
[0028]
Further, in the sidelight type surface light source device 10, a silver sheet 13 made of a regular reflection member is attached to the prism sheet 5 with a double-sided tape along the incident surface 11A side of the light scattering light guide plate 11 and the upper edge EU. The Thus, in the sidelight type surface light source device 10, the illumination light emitted from the fluorescent lamp 8 and arriving at the upper edge EU is shielded so that the upper edge EU is not significantly illuminated by the illumination light.
[0029]
On the other hand, the light scattering light guide plate 11 is formed in a wedge-shaped cross section by uniformly mixing and dispersing translucent fine particles having a refractive index different from that in a matrix made of polymethyl methacrylate (PMMA). The Further, the light scattering light guide plate 11 is formed with a light diffusion region 14 in a predetermined region on the exit surface side, and all surfaces except for the light diffusion region 14 are substantially mirror surfaces.
[0030]
The light diffusion region 14 is formed on the mat surface (texture surface) having a predetermined roughness by the mat surface treatment, and after being formed with a certain roughness from the incident surface, as shown in FIG. The roughness is reduced. As a result, the light diffusion region 14 diffuses illumination light, and after the degree of light diffusion is maintained at a constant value within a predetermined range, it gradually decreases.
[0031]
Here, the range in which the degree of light diffusion is maintained at a constant value is arranged on the exit surface so as to cover the first dark belt region continuous from the entrance surface side edge EU and to cover a part of the subsequent light belt. (FIG. 2A). In FIG. 2A, the emitted light amount in the conventional sidelight type surface light source device 1 is indicated by a dotted line, and the emitted light amount in the sidelight type surface light source device 10 is indicated by a solid line.
[0032]
As a result, the light diffusion region 14 scatters the illumination light in a range where the degree of light diffusion is maintained at a constant value, and increases the amount of light emitted from the emission surface 11C in the dark band region. As a result, the light diffusion region 14 corrects the amount of light transmitted through the exit surface 11C and makes the amount of emitted light uniform in a region close to the incident surface 11A. Further, the reflected light is scattered on the exit surface 11C, and the scattered illumination light is scattered by the light-transmitting fine particles, so that the amount of emitted light is made uniform in the subsequent wedge-shaped tip side region.
[0033]
On the other hand, the light diffusion region 14 reduces the degree to which the illumination light is gradually scattered on the wedge-shaped tip side, thereby making the boundary with the subsequent mirror surface inconspicuous. Even in a range where the degree of light diffusion gradually decreases, the amount of transmitted light is corrected by scattering the illumination light, although the degree of light diffusion described above is not as large as a range where the light diffusion is held at a constant value. The reflected light is scattered to make the amount of emitted light uniform.
[0034]
In the above configuration, the illumination light emitted from the fluorescent lamp 8 (FIG. 1) is reflected directly or after being reflected by the reflector 9, and then enters the light scattering light guide plate 11 from the incident surface 11A. While being scattered by the light-transmitting fine particles, reflection is repeated between the inclined surface 11B and the exit surface 11C to propagate inside the light scattering light guide plate 11. At this time, every time the illumination light is reflected by the inclined surface 11B, the incident angle with respect to the emission surface 11C decreases, and a component having a critical angle or less with respect to the emission surface 11C is emitted from the emission surface 11C.
[0035]
As a result, in the region immediately adjacent to the incident surface 11A, the illumination light is emitted mainly from the incident surface 11A side at a component below the critical angle that has directly arrived at the output surface 11C from the incident surface. Primarily, a component having a critical angle or less that arrives at the inclined surface 11B directly from the incident surface 11A and is reflected and arrives at the output surface 11C is emitted. In the sidelight type surface light source device 10, if no processing is performed, the first dark band is formed mainly in the region where the direct illumination light is incident, and mainly in the region where the illumination light reflected once by the inclined surface is incident. The In the further subsequent region, a bright band is formed.
[0036]
Illumination light is scattered by the light diffusion region 14 formed on the exit surface 11C in the first dark band and the partial region of the light band, and thus the amount of light emitted from the exit surface 11C in the dark band region. Will increase. Thereby, the amount of emitted light of the illumination light is made uniform in this region.
[0037]
In this region, the illumination light is also scattered by the reflected light, and is also scattered inside the light scattering light guide plate 11, so that the amount of emitted light is made uniform even at the next wedge-shaped tip side.
[0038]
Further, after the remaining area of the first light belt, the illumination light is held so that the boundary of the light diffusion area 14 becomes inconspicuous as the degree of light diffusion on the exit surface 11C gradually decreases. Also, the light quantity distribution of the emitted light is made uniform.
[0039]
When the uniform illumination light is emitted in this way, the lower edge EL of the incident surface 11A is brightly illuminated by the illumination light, and the illumination light emitted from the edge EL and directly emitted from the emission surface 11C. Is shielded by the frame 12. In addition, the component of the illumination light reflected by the exit surface is diffused by the light diffusion region 14 on the exit surface 11C and scattered by the internal translucent fine particles, thereby preventing the bright line from the lower edge EL. The
[0040]
At the upper edge EU of the incident surface 11A, the silver sheet 13 disposed along the edge EU prevents the illumination light from entering the upper edge EU, thereby preventing bright lines from the upper edge EU.
[0041]
According to the above configuration, by forming the light diffusion region 14 with a certain width on the exit surface 11C of the light scattering light guide plate 11 along the incident surface 11A of the light scattering light guide plate 11, a dark band region is obtained. In this case, the amount of emitted light can be increased, whereby the distribution of the amount of emitted light can be made uniform and high-quality illumination light can be emitted.
[0042]
(2) Second Embodiment FIG. 3 is a cross-sectional view showing a side light type surface light source device according to a second embodiment. In the sidelight type surface light source device 20, a light diffusion region 21 is also formed on the slope side of the light scattering light guide plate 11. In FIG. 3, the same components as those described above with reference to FIG. 2 are denoted by the corresponding reference numerals, and redundant description is omitted.
[0043]
Here, the light diffusion region 21 is formed in a band shape along the incident surface of the light scattering light guide plate 11 so as to be narrower than the light diffusion region 14 by the thickness of the incident surface 11A. Further, like the light diffusion region 14, the light diffusion region 21 is formed so that the degree of light diffusion gradually decreases after a region in which the degree of light diffusion is maintained at a constant value is formed.
[0044]
In other words, in this type of light guide plate having a wedge-shaped cross section, the light propagates in the direction of the wedge shape while reflecting the illumination light between the inclined surface and the exit surface, and at this time, the component below the critical angle is transmitted to the exit surface. It emits more. Therefore, the degree of occurrence of the bright and dark bands varies depending on the angular distribution of the illumination light incident from the incident surface with respect to the shape of the light guide plate. As a result, depending on the shape of the light-scattering light guide plate 11 (thickness of the incident surface, length to the wedge tip, etc.), even if the light diffusion region 14 is simply formed on the exit surface, the amount of emitted light cannot be made sufficiently uniform Will occur.
[0045]
However, in this embodiment, by diffusing the illumination light when reflecting on the slope side, it is possible to reduce the difference in the amount of illumination light between the areas corresponding to the bright and dark bands on the exit surface. As a result, the amount of emitted light can be made even more uniform than in the first embodiment.
[0046]
According to the configuration shown in FIG. 3, the light diffusion region is formed on the slope side in addition to the emission surface, so that it is possible to emit higher-quality illumination light.
[0047]
(3) Other Embodiments In the above-described embodiment, the case where the light diffusion region is formed so as to gradually decrease after the degree of light diffusion is kept constant has been described. Not limited to this, after the degree of light diffusion is kept constant, the light diffusion region may be formed by reducing it stepwise. If the boundary between the light diffusion region and the adjacent region is not conspicuous enough in practice, the light diffusion region may be formed simply by keeping the degree of light diffusion constant.
[0048]
In the above-described embodiment, the case where the light diffusion region is formed by the mat surface treatment has been described. However, the present invention is not limited to this, and the case where the surface is formed on the rough surface by the sandblasting or chemical etching treatment, etc. Various rough surface forming means can be widely applied. The light diffusion region may be formed by attaching a light diffusion material such as white ink, not only when illuminating light is diffused by roughening.
[0049]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the light diffusion region is directly formed on the light scattering light guide plate has been described. A light diffusion region may be formed. On the exit surface side, the illumination light correction member such as the prism sheet 5 may be printed to form a light diffusion region integrally with the illumination light correction member. On the slope side, the light diffusion region may be formed by integrating the slope and the reflection sheet, for example, by forming a slope on a rough surface and depositing a metal film or the like.
[0050]
Further, in the above-described embodiment, the case where the light scattering light guide plate is formed by a mirror surface on the surface other than the light diffusion region has been described, but the present invention is not limited to this, and the light diffusion is applied to the incident surface of the light scattering light guide plate. The present invention can be widely applied when forming a surface.
[0051]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the reflection sheet is formed from the white PET film has been described. However, the present invention is not limited to this, and various irregular reflection members can be widely applied. The present invention can also be widely applied when using a regular reflection member such as the above.
[0052]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the prism sheet 5, the light diffusion sheet 6, and the prism sheet 7 are sequentially laminated as the illumination light correction member has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, the prism sheet. Widely applied when applying various illumination light correction members, such as when a so-called double-sided prism sheet having prism surfaces formed on both sides is disposed instead of 5 and 7, or when only the prism sheet 5 or the prism sheet 7 is disposed. be able to.
[0053]
Further, in the above-described embodiment, the case where the light scattering light guide plate is configured by dispersing and mixing translucent fine particles has been described. However, the present invention is not limited thereto, and light scattering is performed by dispersing and mixing fine particles such as silica. The present invention can also be widely applied when forming a light guide plate.
[0054]
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the sidelight type surface light source device using the light scattering light guide plate formed of a plate-shaped member having a wedge-shaped cross section has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be widely applied to a sidelight type surface light source device of a type in which a light scattering light guide plate is formed with a substantially uniform plate thickness, or a sidelight type surface light source device using a light guide plate having other directivity. .
[0055]
In the above-described embodiment, the case where the illumination light is incident from one end face is described. However, the present invention is not limited to this, and the side light type surface light source device configured to receive the illumination light from another end face is also provided. Can also be widely applied.
[0056]
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the surface light source device of the liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited to this, and the sidelight type surface light source device such as various illumination devices and display devices. Can be widely applied to.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by forming a light diffusion region that scatters illumination light in a band shape on the exit surface side along the entrance surface and that scatters illumination light compared to the adjacent regions, The distribution can be made uniform and high-quality illumination light can be emitted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a sidelight type surface light source device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of the side light type surface light source device of FIG. 1 cut along the line BB and a corresponding characteristic curve diagram.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a sidelight type surface light source device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a conventional sidelight type surface light source device.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
[Explanation of symbols]
1, 10, 20 Sidelight type surface light source device 2, 11 Light scattering light guide plate 2A, 11A Incident surface 2B, 11B Slope 3 Primary light source 4 Reflective sheet 5 Prism sheet 14, 21 Light diffusion region

Claims

In the side light type surface light source device that enters the illumination light from the end face of the plate member, bends the illumination light and emits it from the exit surface of the plate member,
On the exit surface side of the plate-like member, along the end surface, the degree of light diffusion is kept constant in a range that covers the first dark band region on the end surface side and the partial region of the subsequent bright band. After that, the sidelight type surface light source device is characterized in that a light diffusion region that scatters the illumination light as compared with the adjacent region is formed so as to gradually decrease as the distance from the end surface increases .

The light diffusion region is
The side light type surface light source device according to claim 1, wherein the side light type surface light source device is formed on the emission surface of the plate-like member.

In the side light type surface light source device that enters the illumination light from the end face of the plate member, bends the illumination light and emits it from the exit surface of the plate member,
On the emission surface side of the plate-shaped member, a light diffusion region that is high enough to scatter the illumination light as compared to an adjacent region in a band shape along the end surface,
Further, on the side facing the emission surface, along the end surface, a band narrower by the thickness of the end surface than the light diffusion region on the emission surface side, compared to the adjacent region. A sidelight type surface light source device characterized in that a light diffusion region having a high degree of scattering of the illumination light is formed.

An illumination light correction member that corrects the characteristics of the illumination light emitted from the emission surface on the emission surface of the plate-shaped member,
The light diffusion region on the exit surface side is
The sidelight type surface light source device according to claim 1, wherein the sidelight type surface light source device is formed on the illumination light correction member.

The plate-like member is
5. The sidelight type surface light source device according to claim 1, wherein the plate thickness is gradually reduced as the distance from the end face increases.

A light guide plate configured to emit illumination light incident from an end surface from an exit surface,
On the exit surface side, a light diffusion region that is high enough to scatter the illumination light as compared to an adjacent region is formed along the end surface,
Further, on the surface facing the emission surface, along the end surface, in a band shape narrower by the thickness of the end surface than the light diffusion region on the emission surface side, compared to the adjacent region. A light guide plate having a high light diffusion region that scatters the illumination light is formed.