JP3924804B2

JP3924804B2 - Light guiding device, manufacturing method thereof, and light source structure using the same

Info

Publication number: JP3924804B2
Application number: JP11117196A
Authority: JP
Inventors: 勝樋口
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1996-04-09
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JPH09281340A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は導光装置及びその製造方法並びにそれを用いた光源構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶表示装置には、液晶表示パネル自体が自己発光能力を有していないので、液晶表示パネルの裏面側にエッジライト方式のバックライトを設けたものがある。このようなバックライトには、アクリル樹脂からなる平板状の導光体の表面にきわめて小さな断面逆台形状の導光要素を多数設け、各導光要素の表面にマイクロレンズを設け、導光体の一端側に蛍光管及び反射フィルムを設けたものがある。この場合、導光体と導光要素とマイクロレンズとによって導光装置が構成されている。そして、蛍光管から出た光及び反射フィルムによって反射された光は導光体の所定の一端面から導光体の内部に入射される。この入射された光は導光体の裏面で全反射されて導光体の表面全体から散乱光として出射される。この散乱光は多数の導光要素によって導光体の表面に対して垂直な方向に向くように修正される。この修正光は多数のマイクロレンズによって導光体の表面に対してより一層垂直で互いにほぼ平行な光とされる。このほぼ平行な光は液晶表示パネルの裏面にほぼ垂直に入射される。そして、液晶表示パネルの表示駆動に応じた画像光が液晶表示パネルの表面からこの表面に対してほぼ垂直に出射され、この出射された画像光が視認されることになる。この場合、液晶表示パネルの裏面に入射される光をこの裏面に対してより一層垂直で互いにほぼ平行な光とするのは、液晶表示パネルの表面から出射される画像光によって表示される画像の正面から見た輝度を高くするためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のこのようなバックライトにおける導光装置では、導光要素及びマイクロレンズのサイズがきわめて小さく、しかも光利用率を良くするには各マイクロレンズを各導光要素の表面に密着させなければならず、したがって構成がきわめて複雑となり、製造もきわめて困難であるという問題があった。
この発明の課題は、導光装置の構成を簡単にすることである。
また、この発明の他の課題は、導光装置を容易に製造することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明に係る導光装置は、入射面とこの入射面に対して傾斜する出射面とを有する導光体と、この導光体の出射面に沿って設けられ、前記導光体の出射面に平行な出射面を有し、前記導光体の出射面から出射される、前記導光体の入射面に垂直に入射される光の一部及び前記導光体の出射面から出射される、前記導光体の入射面に斜めに入射される光の一部を前記導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折させて、屈折体の出射面から出射する屈折体とを具備し、前記屈折体の内部に含まれる複数の所定形状の屈折層の界面反射を利用するものであって、前記所定形状の屈折層は前記導光体の出射面に対して異なる角度で傾斜する第１の反射面および第２の反射面を有し、前記導光体の入射面に垂直に入射される光は第１の反射面により反射されて導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折され、前記導光体の入射面に斜めに入射される光の一部は、複数の屈折層のうちのいずれか一つの屈折層の第２の反射面により反射された後に隣り合う他の屈折層の第１の反射面により反射されて導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折され、前記導光体の入射面と出射面のなす角度が９０°未満で、前記導光体の出射面と前記屈折体の入射面とが密着しているものである。
請求項１３記載の発明に係る導光装置の製造方法は、入射面とこの入射面に対して傾斜する出射面とを有する導光体と、この導光体の出射面に沿って設けられ、前記導光体の出射面に平行な出射面を有し、平板状であって内部に設けられた空気層との界面からなる屈折面で前記導光体の出射面から出射される、前記導光体の入射面に垂直に入射される光の一部及び前記導光体の出射面から出射される、前記導光体の入射面に斜めに入射される光の一部を前記導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折させて、屈折体の出射面から出射する屈折体とを具備し、前記屈折体の内部に含まれる複数の所定形状の屈折層の界面反射を利用するものであって、前記所定形状の屈折層は前記導光体の出射面に対して異なる角度で傾斜する第１の反射面および第２の反射面を有し、前記導光体の入射面に垂直に入射される光は第１の反射面により反射されて導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折され、前記導光体の入射面に斜めに入射される光の一部は、複数の屈折層のうちのいずれか一つの屈折層の第２の反射面により反射された後に隣り合う他の屈折層の第１の反射面により反射されて導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折され、前記導光体の入射面と出射面のなす角度が９０°未満で、前記導光体の出射面と前記屈折体の入射面とが密着している導光装置の製造方法であって、前記屈折体をその厚さ方向に分割してなる形状の屈折体半体を成形し、次いでこれらの屈折体半体を接着して前記屈折体を形成するようにしたものである。
請求項１４記載の発明に係る導光装置の製造方法は、請求項１３記載の発明において、前記屈折体を形成した後、この屈折体の入射面を前記導光体の出射面に接着するようにしたものである。
請求項１５記載の発明に係る光源構造は、入射面とこの入射面に対して傾斜する出射面とを有する導光体と、この導光体の出射面に沿って設けられ、前記導光体の出射面に平行な出射面を有し、前記導光体の出射面から出射される、前記導光体の入射面に垂直に入射される光の一部及び前記導光体の出射面から出射される、前記導光体の入射面に斜めに入射される光の一部を前記導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折させて、屈折体の出射面から出射する屈折体と、前記導光体の入射面側に設けられた光源とを具備し、前記屈折体の内部に含まれる複数の所定形状の屈折層の界面反射を利用するものであって、前記所定形状の屈折層は前記導光体の出射面に対して異なる角度で傾斜する第１の反射面および第２の反射面を有し、前記導光体の入射面に垂直に入射される光は第１の反射面により反射されて導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折され、前記導光体の入射面に斜めに入射される光の一部は、複数の屈折層のうちのいずれか一つの屈折層の第２の反射面により反射された後に隣り合う他の屈折層の第１の反射面により反射されて導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折され、前記導光体の入射面と出射面のなす角度が９０°未満で、前記導光体の出射面と前記屈折体の入射面とが密着したものである。
【０００５】
請求項１または２０記載の発明によれば、導光体の入射面に垂直に入射した光及び斜めに入射した光の一部が導光体の出射面の入射面に対する傾斜角度に応じて面光源化されることになる。例えば、導光体の出射面の入射面に対する傾斜角度を約７８．５°〜約８４．３°とすると、導光体の出射面の面積が入射面の面積の５〜１０倍となり、この面積の拡大に応じて面光源化することができる。そして、この面光源化された光は、屈折体によって導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折されることにより、所定の方向にほぼ平行な光として出射される。この場合、屈折体としては、導光体の出射面に沿って設けられて導光体の出射面に平行な出射面を有し、導光体の出射面から出射される光を導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折させる構造であればよいので、構造を簡単とすることができ、ひいては導光装置の構成を簡単にすることができる。また、請求項１８記載の発明によれば、平板状であって内部に設けられた空気層との界面からなる屈折面を有する屈折体をその厚さ方向に分割してなる形状の屈折体半体を成形し、次いでこれらの屈折体半体を接着して屈折体を形成しているので、屈折体を容易に形成することができ、ひいては導光装置を容易に製造することができる。この場合、屈折体は平板状であるので、請求項１９記載の発明のように、屈折体を形成した後、この屈折体の入射面を導光体の出射面に接着すればよく、ひいては導光装置をより一層容易に製造することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１実施形態を適用した液晶表示装置の要部の斜視図を示したものである。この液晶表示装置は、鉛直に配置された液晶表示パネル１を備えている。液晶表示パネル１の裏面側には、屈折体１１と導光体２１とからなる導光装置が設けられている。このうち導光体２１は、アクリル系樹脂などによって形成され、入射面２２に対して所定の角度θ₁傾斜した出射面２３を有する側面直角三角形状となっている。この場合、導光体２１の出射面２３は鉛直となっている。導光体２１の入射面２２側には蛍光管（光源）３１が設けられている。蛍光管３１の所定の外周側には反射シート３２が設けられている。なお、図１では反射シート３２の幅方向両端部を導光体２１から離間させているが、導光体２１の入射面２２両側の側面に接着する方が望ましい（例えば図１６参照）。
【０００７】
次に、屈折体１１について、図２を参照しながら説明する。屈折体１１は、導光体２１と同じ材料または導光体２１と近似する屈折率を有する材料によって形成された平板状の屈折体本体１２を備えている。この屈折体本体１２の一方の面は入射面１３で、他方の面は入射面１３と平行な出射面１４となっている。そして、屈折体本体１２の内部には、入射面１３に対して所定の角度θ₂（この角度θ₂については後で説明する。）で傾斜する複数の板状の屈折層１５が所定の配列ピッチで形成されている。屈折層１５は屈折層本体１２と屈折率が大きく相違する空気などからなるものである。屈折層１５が空気層からなる場合には、屈折層１５の幅方向両端部（屈折体本体１２の厚さ方向両端部）は閉塞されているが、長手方向両端部は大気中に開放されている。屈折層１５は屈折体本体１２の材料（例えばアクリル系樹脂）と屈折率が大きく異なるため、屈折体本体１２との所定の界面が反射面（屈折面）１６となる。そして、屈折体１１の入射面１３は、導光体２１の出射面２３に図示しないアクリル系樹脂からなる接着剤を介して接着されている。この状態では、屈折体１１の出射面１４は導光体２１の出射面２３と平行となっている。なお、屈折体１１の形成方法としては、一体成形でもよいが、例えば図３に示すように、屈折体１１をその厚さ方向に分割してなる形状の屈折体半体１１ａ、１１ｂを成形し、次いでこれらの屈折体半体１１ａ、１１ｂを図示しないアクリル系樹脂からなる接着剤を介して接着するようにしてもよい。また、屈折体半体１１ａまたは１１ｂの厚さを２倍とし、これのみによって屈折体１１を形成するようにしてもよい。
【０００８】
ここで、屈折体１１の屈折体本体１２を導光体２１と同じ材料または導光体２１と近似する屈折率を有する材料によって形成する理由について説明する。導光体２１の材料であるアクリル系樹脂は、導光体２１の入射面２２と出射面２３とのなす角度θ₁が４７°程度以上であると、導光体２１の入射面２２に垂直に入射された光が導光体２１の出射面２３で全反射されることになる。そこで、屈折体１１の屈折体本体１２を例えばアクリル系樹脂によって形成し、これの入射面１３を導光体２１の出射面２３にアクリル系樹脂からなる接着剤を介して接着すると、導光体２１の入射面２２と出射面２３とのなす角度θ₁が４７°程度以上であっても、導光体２１の入射面２２に垂直に入射された光が導光体２１の出射面２３で全反射されることなくそのまま直進して屈折体１１の入射面１３に入射されることになる。このようにすることがその理由である。
【０００９】
次に、この液晶表示装置による画像の表示について、図１及び図２を参照しながら説明する。蛍光管３１から出た光及び反射フィルム３２によって反射された光は導光体２１の入射面２２に垂直に入射される。この場合、特に反射フィルム３２によって反射された光を導光体２１の入射面２２に垂直に入射させるために、反射シート３２は蛍光管３１の中心軸を焦点とする放物面状に設ける方が望ましい（例えば図１６参照）。導光体２１の入射面２２に垂直に入射された光は、図２において矢印で示すように、導光体２１内を直進し、導光体２１の出射面２３からそのまま出射して屈折体１１の入射面１３にそのまま入射される。この場合、屈折体１１の入射面１３全体は導光体２１の出射面２３全体に密着されているので、透過率を高くすることができる。屈折体１１の入射面１３に入射された光は、屈折体１１の反射面１６で反射（屈折）され、後で説明するように、屈折体１１の出射面１４（つまり導光体２１の出射面２３）に対して垂直な光とされる。この垂直とされた光は屈折体１１の出射面１４からこの出射面１４に対して垂直な方向に平行光として出射される。この場合、屈折体１１の反射面１６の配列ピッチを例えば５０〜５００μｍ程度と微細にすると、各反射面１６で反射された光は出射面１４からムラなく出射されることになる。屈折体１１の出射面１４から出射された平行光は液晶表示パネル１の裏面に垂直に入射される。すると、液晶表示パネル１の表示駆動に応じた画像光が表面からこの表面に対して垂直な方向に出射され、この出射された画像光が視認されることになる。
【００１０】
ここで、屈折体１１の反射面１６で反射された光が屈折体１１の出射面１４に対して垂直な光とされることについて、図４を参照しながら説明する。まず、図４において矢印で示すように、屈折体１１の反射面１６で反射された光が屈折体１１の出射面１４に対して垂直な光となるとする。すると、反射面１６とこの反射面１６で反射される光とのなす角度ｘ₁は次の式（１）で表わされる。
ｘ₁＝９０−θ₂ ……（１）
また、反射面１６とこの反射面１６に入射される光とのなす角度ｘ₂は次の式（２）で表わされる。
ｘ₂＝９０−ｘ₃ ……（２）
この場合、ｘ₃＝１８０−θ₁−θ₂であるので、これを式（２）に代入すると、ｘ₂は次の式（３）に示すようになる。
ｘ₂＝θ₁＋θ₂−９０ ……（３）
ところで、ｘ₁とｘ₂は同じ値であるので、式（１）と式（３）とから次の式（４）が求められる。
θ₂＝９０−θ₁／２ ……（４）
したがって、屈折体１１の入射面１３と反射面１６とのなす角度θ₂を（９０−θ₁／２）とすると、屈折体１１の反射面１６で反射された光を屈折体１１の出射面１４に対して垂直な光とすることができることになる。
【００１１】
次に、屈折体１１の反射面１６で反射された光が面光源化されることについて、図２を参照しながら説明する。導光体２１の入射面２２に垂直に入射した後導光体２１内を直進してきた光は、屈折体１１の反射面１６で反射され、屈折体１１の出射面１４に対して垂直な光とされる。この場合、屈折体１１の各反射面１６で反射された後屈折体１１の出射面１４から出射される各光は、屈折体１の反射面１６の配列ピッチに応じて同配列方向に相互に離間されることになる。この離間率は、導光体２１の側面における入射面２２の長さに対する出射面２３の長さで表わされる。そこで、導光体２１の入射面２２と出射面２３とのなす角度θ₁を例えば約７８．５°〜約８４．３°とすると、導光体２１の側面における入射面２２の長さに対して出射面２３の長さが５〜１０倍となり、この場合の離間率も５〜１０倍となる。換言すれば、導光体２１の出射面２３の面積は入射面２２の面積の５〜１０倍となる。そして、この面積の拡大に応じて、屈折体１１の出射面１４から出射された光が面光源化されることになる。なお、図２ではθ₁＝７８．５°程度としており、この場合には導光体２１の出射面２３の面積は入射面２２の面積の５倍となる。
【００１２】
このように、この液晶表示装置では、導光体２１の入射面２２に入射した光が導光体２１の出射面２３の入射面２２に対する傾斜角度θ₁に応じて面光源化されることになる。そして、この面光源化された光は、屈折体１１によって所定の方向に屈折されることにより、所定の方向に平行な光として出射される。この場合、屈折体１１としては、導光体２１の出射面２３から出射される光を所定の方向に屈折させる構造であればよく、図２に示すように、アクリル系樹脂などからなる屈折体本体１２の内部に複数の板状の屈折層１５が所定の配列ピッチで形成された、簡単な構造とすることができ、ひいてはこの屈折体１１と導光体２１とからなる導光装置の構成を簡単にすることができる。また、例えば図３に示すように、屈折体１１をその厚さ方向に分割してなる形状の屈折体半体１１ａ、１１ｂを成形し、次いでこれらの屈折体半体１１ａ、１１ｂを接着して屈折体１１を形成しているので、屈折体１１を容易に形成することができ、ひいてはこの屈折体１１と導光体２１とからなる導光装置を容易に製造することができる。しかも、屈折体１１の入射面１３を導光体２１の出射面２３にアクリル系樹脂などからなる接着剤を介して接着すればよいので、導光装置をより一層容易に製造することができる。
【００１３】
ところで、蛍光管３１から出た光のすべてが導光体２１の入射面２２に垂直に入射されるとは限らない。すなわち、例えば図５に示すように、アパーチャ３３を有する蛍光管３１であっても、実線の矢印で示すように、アパーチャ３３の中心から出る光のほかに、点線の矢印で示すように、アパーチャ３３の端部から出る光が生じることになる。後者のアパーチャ３３の端部から出る光の場合には、図２に示す屈折体１１の反射面１６で反射させても、屈折体１１の出射面１４に対して垂直な光とすることはできない。この結果、液晶表示パネル１の正面から見た場合、輝度が低下することになる。
【００１４】
次に、液晶表示パネル１の正面から見た場合の輝度を高めることのできるこの発明の第２実施形態について、図６を参照しながら説明する。この液晶表示装置における屈折体１１は、屈折層１５の形状が所定の三角柱状であって、入射面１３に対して図２に示す反射面１６の場合と同様の角度θ₂で傾斜した第１の反射面１６ａと、入射面１３に対して所定の角度θ₃（この角度θ₃については後で説明する。）で傾斜した第２の反射面１６ｂとを備えた構造となっている。この屈折体１１の形成方法としては、上記第１実施形態の場合と同様に、一体成形でもよいが、例えば図７に示すように、屈折体１１をその厚さ方向に分割してなる形状の屈折体半体１１ａ、１１ｂを成形により形成し、次いでこれらの屈折体半体１１ａ、１１ｂを図示しないアクリル系樹脂からなる接着剤を介して接着するようにしてもよい。そして、図５において点線の矢印で示すように、アパーチャ３３の端部から出た光は、図６に示す導光体２１の入射面２２に斜めに入射され、次いで図６において点線の矢印で示すように、この入射された光の一部は、まず、屈折体１１の下側の屈折層１５との界面からなる第２の反射面１６ｂで反射され、次いで屈折体１１の上隣の屈折層１５との界面からなる第１の反射面１６ａで反射され、後で説明するように、屈折体１１の出射面１４（つまり導光体２１の出射面２３）に対して垂直な光とされ、この光が屈折体１１の出射面１４からこの出射面１４に対して垂直な方向に出射されることになる。図６において点線の矢印で示す光の残りは、屈折体１１の第１の反射面１６ａで反射され、屈折体１１の出射面１４からこの出射面１４に対して斜め方向に出射されることになる。
【００１５】
次に、角度θ₃について説明する。まず、図５において点線の矢印で示す光と実線で示す光との角度（蛍光管３１のアパーチャ３３の半分の角度）をθ₄とする。図６に示すように、屈折体１１の下側の屈折層１５の第２の反射面１６ｂで反射された後上隣の屈折層１５の第１の反射面１６ａで反射された光が屈折体１１の出射面１４に対して垂直な光となる。換言すれば、屈折体１１の下側の屈折層１５の第２の反射面１６ｂで反射されて屈折体１１の上隣の屈折層１５の第１の反射面１６ａに入射される光は、導光体２１の入射面２２に垂直に入射された光と平行な光となる。つまり、屈折体１１の下側の屈折層１５の第２の反射面１６ｂと導光体２１の入射面２２に垂直に入射された光と平行な光とのなす角度ｘ₄（図８参照）は、図５に示す角度θ₄の半分となり、次の式（５）で表わされる。
ｘ₄＝θ₄／２ ……（５）
また、屈折体１１の下側の屈折層１５の第２の反射面１６ｂで反射されて屈折体１１の上隣の屈折層１５の第１の反射面１６ａに入射される光と屈折体１１の入射面１３とのなす角度ｘ₅（図８参照）は、次の式（６）で表わされる。
ｘ₅＝９０−θ₁ ……（６）
この場合、図１４に示すように、θ₃はｘ₄とｘ₅との和であるので、式（５）と式（６）とから次の式（７）が求められる。
θ₃＝９０−θ₁＋θ₄／２ ……（７）
したがって、屈折体１１の入射面１３と第２の反射面１６ｂとのなす角度θ₃を（９０−θ₁＋θ₄／２）とすると、図６において点線の矢印で示す光の一部を屈折体１１の出射面１４に対して垂直な光とすることができることになる。この結果、液晶表示パネルの正面から見た場合の輝度を高めることができる。ところで、図６において点線の矢印で示す光のうち屈折体１１の出射面１４から斜め方向に出射される光の出射角は、角度θ₁を７８．５°程度とし、角度θ₄を４０°とすると、２０°程度となる。
【００１６】
なお、上記実施形態では、導光体２１全体をアクリル系樹脂などの単一の材料によって形成した場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図９に示す第３実施形態のようにしてもよい。次に、図９に示す導光体２１について、図１０〜図１３を順に参照しながら、その形成方法と併せ説明する。まず、図１０に示すように、所定の長さの光ファイバ２４を多数用意する。光ファイバ２４は、高屈折率のアクリル系樹脂からなるコア２５を低屈折率のフッ素系樹脂からなるクラッド２６で被覆したものからなっている。この場合、一例として、コア２５の直径は１０〜６０μｍ程度、クラッド２６の膜厚は５〜２０μｍ程度である。そして、図１１に示すように、例えば１５００〜２５００本程度の光ファイバ２４を束にして、直径６〜１０ｍｍ程度の光ファイバ束２７を形成する。
【００１７】
次に、図１２に示すように、内部が直方体形状の下金型２８内に複数の光ファイバ束２７を密集させて収納する。次に、下金型２８内を図示しない上金型で密封し、次いで加熱すると、光ファイバ２４のクラッド２６が溶融して膨張することにより、複数の光ファイバ束２７の各間の隙間が埋められ、下金型２８と上金型内に多数のコア２５がクラッド２６によって相互に接合されて充満される。これにより、図１３（Ａ）に示すような直方体形状の光ファイバブロック２９が得られる。この場合、光ファイバブロック２９の外周部を除く部分における各光ファイバ束２７は、金型内において相互に押圧し合うことにより、図１３（Ｂ）に示すように、平面正六角形状となる。なお、下金型２８内を上金型で密封する前に、複数の光ファイバ束２７の各間の隙間にクラッド２６と同じ材料または異なる材料を充填するようにしてもよい。次に、図１３（Ａ）において一点鎖線で示すように、光ファイバブロック２９の所定の側面の対角線に沿って切断すると、図９に示す側面直角三角形状の導光体２１が得られる。このようにして得られた導光体２１では、多数のコア（線状導光路）２５が密集され、かつ各コア２５がクラッド２６により被覆されているとともに相互に接合され、さらに出射面２３を入射面２２に対して所定の角度θ₁で傾斜する傾斜面とされた構造となっている。
【００１８】
なお、導光体２１の他の形成方法としては、図１０に示す光ファイバ２４として所定の長さよりも数倍長いものを用意し、これによって図１３（Ａ）に示すようなファイバブロック２９を形成した後、これを切断して図１３（Ａ）に示すファイバブロック２９を複数得るようにしてもよい。また、コア２５を押出成形により形成した後、例えば１５００〜２５００本程度のコア２５の束をクラッド材の溶融した槽中を通過させ、付着したクラッド材が固化することにより、図１１に示す光ファイバ束２７を得るようにしてもよい。上述のいずれの形成方法でも、多数のコア２５を密集してなる導光体２１を容易に形成することができる。一方、屈折体１１の屈折体本体１２は、導光体２１のコア２５と同じ材料またはコア２５と近似する屈折率を有する材料によって形成されている。
【００１９】
そして、導光体２１の入射面２２に垂直に入射された光は、図９において矢印で示すように、導光体２１の各コア２５内をコア中心軸に沿って直進し、導光体２１の出射面２３からそのまま出射して屈折体１１の入射面１３にそのまま入射される。この入射された光は、屈折体１１の反射面１６で反射（屈折）され、屈折体１１の出射面１４（つまり導光体２１の出射面２３）に対して垂直な光とされる。この垂直とされた光は屈折体１１の出射面１４からこの出射面１４に対して垂直な方向に平行光として出射される。
【００２０】
ところで、図９に示す場合には、導光体２１を多数のコア２５を密集してなるものによって形成しているので、図１に示す単一の材料からなる導光体２１と比較して、各コア２５内を進行する光の平行度を高めることができ、ひいては液晶表示パネルの正面から見た輝度を高めることができる。しかしながら、図９に示す場合も、例えば図１に示す蛍光管３１から出た光のすべてが導光体２１の入射面に垂直に入射されるとは限らない。ただし、この場合、図１４に示すように、導光体２１の各コア２５の光取り込み角が小さくても、実線で示すように、コア２５内をコア中心軸に沿って直進する光のほかに、点線で示すように、コア２５内を全反射を繰り返しながら進行する光が生じることになる。後者のコア２５内を全反射を繰り返しながら進行する光の場合には、図９に示す屈折体１１の反射面１６で反射させても、屈折体１１の出射面１４に対して垂直な光とすることはできない。したがって、この場合も、液晶表示パネルの正面から見た輝度が低下することになる。
【００２１】
そこで、次に、図６に示す場合とほぼ同様の屈折体１１を備えたこの発明の第４実施形態について、図１５を参照しながら説明する。ただし、ここでは、この場合の屈折体１１の第２の反射面１６ｂの入射面１３に対する傾斜角度θ₃のみについて説明する。まず、図１４において点線の矢印で示すように、導光体２１のコア２５内を全反射しながら進行する光の最大全反射角度をθ₅とする。この最大全反射角度θ₅はコア２５及びクラッド２６の材料によって決まる。図１５に示すように、屈折体１１の下側の屈折層１５の第２の反射面１６ｂで反射された後上隣の屈折層１５の第１の反射面１６ａで反射された光が屈折体１１の出射面１４に対して垂直な光となる。換言すると、屈折体１１の下側の屈折層１５の第２の反射面１６ｂで反射されて屈折体１１の上隣の屈折層１５の第１の反射面１６ａに入射される光は、導光体２１のコア２５のコア中心軸と平行な光となる。つまり、屈折体１１の下側の屈折層１５の第２の反射面１６ｂとコア中心軸と平行な光とのなす角度ｘ₄（図８の場合と同じであるので、図８参照）は、導光体２１のコア２５の最大全反射角度θ₅の半分（ｘ₄＝θ₅／２）となる。したがって、上記式（７）に示す場合と同様に、屈折体１１の入射面１３と第２の反射面１６ｂとのなす角度θ₃を（９０−θ₁＋θ₅／２）とすると、図１５において点線の矢印で示すように、導光体２１のコア２５内を全反射を繰り返しながら進行してきた光の一部を屈折体１１の出射面１４に対して垂直な光とすることができることになる。この結果、液晶表示パネルの正面から見た場合の輝度を高めることができる。
【００２２】
次に、図１６はこの発明の第５実施形態を適用した液晶表示装置の要部の側面図及びその一部の拡大断面図を示したものである。この液晶表示装置では、導光体２１の出射面２３が階段状に傾斜する傾斜面とされ、その実質的な出射面２３を導光体２１の入射面２２と平行とされ、この出射面２３と液晶表示パネル１との間に屈折体１１が配置されている。この場合の導光体２１の形成方法としては、例えば図９に示す導光体２１を形成した後に、図９に示す出射面２３を階段状に切削する方法がある。なお、階段状の部分のピッチはなるべく小さい方が望ましい。例えば、上記切削による形成方法の場合には、実質的な出射面２３の幅を０．０５〜０．５ｍｍ程度とすると、この幅内に数本〜数十本のコア２５が配置されることになる。ところで、この場合の屈折体１１としては、図９や図１５に示すようなものであってもよく、また図１７に示すようなものであってもよい。図１７に示す屈折体１１では、ポリカーボネイトなどからなる樹脂フィルムの一方の面の全体に横長のプリズム部４１が５０μｍ程度のきわめて小さい配列ピッチで平行に形成された構造となっている。この場合、図１７において矢印で示すように、導光体２１の各コア２５内をコア中心軸に沿って直進した光は、屈折体１１のプリズム部４１の下面からなる入射面４１ａに入射され、プリズム部４１の上面からなる反射面４１ｂで反射（屈折）され、屈折体１１の出射面１４に対して垂直な光とされ、プリズム部４１の配列方向に離間されることになる。ところで、図１７に示す屈折体１１の場合には、樹脂フィルムの一方の面の全体に横長のプリズム部４１を有する簡単な構造であるので、図９及び図１５に示す屈折体１１と比較して、容易に形成することができる。なお、この場合の導光体２１の他の形成方法としては、図１８に示す第６実施形態のように、一の面が平面で他の面側を階段状とされたシート部材４２を導光体２１のコア２５と同じ材料またはコア２５と近似する屈折率を有する材料によって形成し、このシート部材４２の平面を導光体２１の出射面２３に図示しないアクリル系樹脂からなる接着剤を介して接着するようにしてもよい。また、図１６に示す形状の導光体２１をアクリル系樹脂などの単一の材料によって形成するようにしてもよい。
【００２３】
なお、上記実施形態では、プラスチック光ファイバを用いているが、高屈折率のガラスからなるコアを低屈折率のガラスからなるクラッドで被覆してなるガラス光ファイバを用いてもよい。また、上述のようなステップ形光ファイバではなく、グレーデッド形光ファイバを用いてもよい。また、上記実施形態では、例えば図２に示すように、屈折体１１の出射面１４からこの出射面１４に対してほぼ垂直な方向に光を出射させる場合について説明したが、反射面１６の入射面１３に対する角度θ₂を例えばプラス方向またはマイナス方向に若干変えれば、液晶表示パネルの正面側のある視点での輝度を高めることができる。また、上記実施形態では、例えば図２に示すように、導光体２１の入射面２２に垂直に入射された光を屈折体１１の出射面１４からこの出射面１４に対してほぼ垂直な方向に出射させる場合について説明したが、この光の進行方向を逆方向としてもよい。すなわち、屈折体１１の出射面１４に垂直に入射された光を導光体２１の入射面２２からこの入射面２２に対して垂直な方向に出射させるようにしてもよい。さらに、上記実施形態では、ほぼ平行な光を出射する場合について説明したが、散乱光を出射する場合には、例えば図１９に示す第７実施形態のように、屈折体１１の出射面１４の全体に、きわめて微小なレンズ部（図示せず）を多数密接させてなる拡散層４３を直接成形して一体に形成するようにしてもよい。また、このような拡散層４３の代わりに、図示していないが、樹脂シートの一方の面の全体にきわめて微小なレンズ部を多数密接させて形成してなる拡散板を用い、この拡散板を屈折体１１の出射面１４に接着し、あるいは密接させてまたは所定の間隔をおいて配置するようにしてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２０記載の発明によれば、屈折体を導光体の出射面に沿って設けられて導光体の出射面に平行な出射面を有し、導光体の出射面から出射される光を導光体の出射面に対してほぼ垂直な方向に屈折させる構造とすればよいので、構造を簡単とすることができ、ひいては導光装置の構成を簡単にすることができる。また、請求項１８記載の発明によれば、平板状であって内部に設けられた空気層との界面からなる屈折面を有する屈折体をその厚さ方向に分割してなる形状の屈折体半体を成形し、次いでこれらの屈折体半体を接着して屈折体を形成しているので、屈折体を容易に形成することができ、ひいては導光装置を容易に製造することができる。この場合、屈折体は平板状であるので、請求項１９記載の発明のように、屈折体を形成した後、この屈折体の入射面を導光体の出射面に接着すればよく、ひいては導光装置をより一層容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態を適用した液晶表示装置の要部の斜視図。
【図２】図１に示す導光体及び屈折体の一部の縦断側面図。
【図３】図２に示す屈折体の形成方法の一例を説明するために示す図。
【図４】図２に示す屈折体の反射面の入射面に対する角度θ₂を説明するために示す図。
【図５】アパーチャを有する蛍光管を説明するために示す図。
【図６】この発明の第２実施形態の図２同様の縦断側面図。
【図７】図６に示す屈折体の形成方法の一例を説明するために示す図。
【図８】図６に示す屈折体の第２の反射面の入射面に対する角度θ₃を説明するために示す図。
【図９】この発明の第３実施形態の図２同様の縦断側面図。
【図１０】図９に示す導光体の形成に際し、当初用意した光ファイバを示す斜視図。
【図１１】図１０に続く形成工程であって、光ファイバ束を形成した状態を示す斜視図。
【図１２】図１１に続く形成工程であって、複数の光ファイバ束を下金型内に収納した状態を示す斜視図。
【図１３】（Ａ）は図１２に続く形成工程であって、光ファイバブロックを形成した状態を示す斜視図、（Ｂ）はその一部の平面図。
【図１４】導光体のコアの特性を説明するために示す図。
【図１５】この発明の第４実施形態の図２同様の縦断側面図。
【図１６】この発明の第５実施形態を適用した液晶表示装置の要部の側面図及びその一部の拡大断面図。
【図１７】図１６に示す屈折体を説明するために示す図。
【図１８】この発明の第６実施形態の要部の側面図。
【図１９】この発明の第７実施形態の図２同様の縦断側面図。
【符号の説明】
１液晶表示パネル
１１屈折体
２１導光体
３１蛍光管（光源）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light guide device, a method for manufacturing the same, and a light source structure using the same.
[0002]
[Prior art]
For example, some liquid crystal display devices are provided with an edge light type backlight on the back side of the liquid crystal display panel because the liquid crystal display panel itself does not have a self-luminous capability. In such a backlight, a large number of light guide elements having an inverted trapezoidal cross section are provided on the surface of a flat light guide made of acrylic resin, and a micro lens is provided on the surface of each light guide element. There is one provided with a fluorescent tube and a reflection film on one end side. In this case, a light guide device is configured by the light guide, the light guide element, and the microlens. The light emitted from the fluorescent tube and the light reflected by the reflective film are incident on the inside of the light guide from a predetermined end surface of the light guide. The incident light is totally reflected on the back surface of the light guide and is emitted as scattered light from the entire surface of the light guide. The scattered light is modified by a plurality of light guide elements so as to be directed in a direction perpendicular to the surface of the light guide. The correction light is converted into light that is more perpendicular to the surface of the light guide and substantially parallel to each other by the multiple microlenses. The substantially parallel light is incident on the back surface of the liquid crystal display panel substantially perpendicularly. Then, image light corresponding to display driving of the liquid crystal display panel is emitted from the surface of the liquid crystal display panel substantially perpendicularly to the surface, and the emitted image light is visually recognized. In this case, the light incident on the back surface of the liquid crystal display panel is light that is more perpendicular to the back surface and substantially parallel to each other. This is to increase the luminance viewed from the front.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional light guide device in such a backlight, the size of the light guide element and the microlens is extremely small, and in order to improve the light utilization rate, each microlens must be in close contact with the surface of each lightguide element. Therefore, there is a problem that the configuration is extremely complicated and the manufacturing is very difficult.
An object of the present invention is to simplify the configuration of the light guide device.
Another object of the present invention is to easily manufacture a light guide device.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
  The light guide device according to the first aspect of the present invention is provided with a light guide having an incident surface and an output surface inclined with respect to the incident surface, and provided along the output surface of the light guide. A part of light that has an exit surface parallel to the exit surface of the body, is emitted from the exit surface of the light guide, and is perpendicular to the entrance surface of the light guide, and the exit surface of the light guide Refracted in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the light guide and exits from the exit surface of the refractor. A refraction body, and the refractionthe body'sContained insidepluralUtilizes interface reflection of a refractive layer of a predetermined shapeWhat to doAndThe refractive layer having the predetermined shape has a first reflection surface and a second reflection surface that are inclined at different angles with respect to an emission surface of the light guide,Light incident perpendicular to the incident surface of the light guideIs reflected by the first reflecting surface and refracted in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the light guide.,SaidPart of the light incident obliquely on the incident surface of the light guideIs caused by the second reflecting surface of any one of the plurality of refractive layers.ReflectionThe first of the other refractive layers adjacent to the firstReflective surfaceAccordingRReflected and refracted in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the light guideThe angle formed between the incident surface and the exit surface of the light guide is less than 90 °, and the exit surface of the light guide and the entrance surface of the refractor are in close contact with each other.
  The light guide device manufacturing method according to the invention of claim 13 is provided along a light guide having an incident surface and an output surface inclined with respect to the incident surface, and along the output surface of the light guide, The light guide has a light exit surface parallel to the light exit surface of the light guide, is a flat surface and is refracted by an interface with an air layer provided therein, and is emitted from the light exit surface of the light guide. A part of the light incident perpendicularly to the incident surface of the light body and a part of the light incident obliquely on the incident surface of the light guide that is emitted from the light exit surface of the light guide A refractor that refracts in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the refractor and exits from the exit surface of the refractor.the body'sContained insidepluralUtilizes interface reflection of a refractive layer of a predetermined shapeWhat to doAndThe refractive layer having the predetermined shape has a first reflection surface and a second reflection surface that are inclined at different angles with respect to an emission surface of the light guide,Light incident perpendicular to the incident surface of the light guideIs reflected by the first reflecting surface and refracted in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the light guide.,SaidPart of the light incident obliquely on the incident surface of the light guideIs caused by the second reflecting surface of any one of the plurality of refractive layers.ReflectionThe first of the other refractive layers adjacent to the firstReflective surfaceAccordingRReflected and refracted in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the light guideAn angle between the incident surface of the light guide and the exit surface is less than 90 °, and the light guide device manufacturing method in which the exit surface of the light guide and the entrance surface of the refractor are in close contact with each other, A refractor half having a shape obtained by dividing the refractor in the thickness direction is molded, and then the refractor is formed by adhering these refractor halves.
  According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided a light guide device manufacturing method according to the thirteenth aspect of the present invention, wherein after forming the refractor, the incident surface of the refractor is bonded to the light exit surface of the light guide. It is a thing.
  A light source structure according to a fifteenth aspect of the present invention is provided with a light guide having an entrance surface and an exit surface inclined with respect to the entrance surface, and provided along the exit surface of the light guide. A part of the light incident perpendicularly to the incident surface of the light guide and the output surface of the light guide. Refraction that exits from the exit surface of the refractor by refracting a part of the emitted light obliquely incident on the entrance surface of the light guide in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the light guide Body and a light source provided on the incident surface side of the light guide, and the refractionthe body'sContained insidepluralUtilizes interface reflection of a refractive layer of a predetermined shapeWhat to doAndThe refractive layer having the predetermined shape has a first reflection surface and a second reflection surface that are inclined at different angles with respect to an emission surface of the light guide,Light incident perpendicular to the incident surface of the light guideIs reflected by the first reflecting surface and refracted in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the light guide.,SaidPart of the light incident obliquely on the incident surface of the light guideIs caused by the second reflecting surface of any one of the plurality of refractive layers.ReflectionThe first of the other refractive layers adjacent to the firstReflective surfaceAccordingRReflected and refracted in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the light guideThe angle formed between the incident surface and the exit surface of the light guide is less than 90 °, and the exit surface of the light guide and the entrance surface of the refractor are in close contact with each other.
[0005]
  According to invention of Claim 1 or 20, it is in the entrance surface of a light guide.VerticallyIncident lightAnd part of the light incident at an angleIs converted into a surface light source in accordance with the inclination angle of the exit surface of the light guide with respect to the entrance surface. For example, if the angle of inclination of the exit surface of the light guide with respect to the entrance surface is about 78.5 ° to about 84.3 °, the area of the exit surface of the light guide is 5 to 10 times the area of the entrance surface. A surface light source can be formed according to the expansion of the area. And this surface light source light is refracted by a refractor.Nearly perpendicular to the exit surface of the light guideBy being refracted in the direction, it is emitted as light substantially parallel to the predetermined direction. In this case, as a refractorA light exit surface provided along the light exit surface of the light guide and parallel to the light exit surface of the light guide;The light emitted from the exit surface of the light guideNearly perpendicular to the exit surface of the light guideAny structure that refracts in the direction may be used, so that the structure can be simplified, and the configuration of the light guide device can be simplified. According to the eighteenth aspect of the present invention, a refractor half having a shape obtained by dividing a refractor having a flat surface and having a refracting surface formed of an interface with an air layer provided therein is divided in the thickness direction. Since the body is molded and these refractor halves are then bonded to form the refractor, the refractor can be easily formed, and thus the light guide device can be easily manufactured. In this case, since the refractor has a flat plate shape, after the refractor is formed, the incident surface of the refractor may be bonded to the light exit surface of the light guide as in the invention described in claim 19. The optical device can be more easily manufactured.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a liquid crystal display device to which the first embodiment of the present invention is applied. The liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel 1 arranged vertically. On the back side of the liquid crystal display panel 1, a light guide device including a refractor 11 and a light guide 21 is provided. Among these, the light guide 21 is formed of an acrylic resin or the like, and has a predetermined angle θ with respect to the incident surface 22.₁The side surface is a right triangle having an inclined exit surface 23. In this case, the exit surface 23 of the light guide 21 is vertical. A fluorescent tube (light source) 31 is provided on the incident surface 22 side of the light guide 21. A reflection sheet 32 is provided on a predetermined outer peripheral side of the fluorescent tube 31. In FIG. 1, both end portions in the width direction of the reflection sheet 32 are separated from the light guide 21, but it is desirable to adhere to the side surfaces on both sides of the incident surface 22 of the light guide 21 (see, for example, FIG. 16).
[0007]
Next, the refracting body 11 will be described with reference to FIG. The refracting body 11 includes a plate-like refracting body 12 formed of the same material as the light guiding body 21 or a material having a refractive index similar to that of the light guiding body 21. One surface of the refractive body 12 is an incident surface 13, and the other surface is an output surface 14 parallel to the incident surface 13. A predetermined angle θ with respect to the incident surface 13 is provided inside the refractor body 12.₂(This angle θ₂Will be described later. A plurality of plate-like refracting layers 15 inclined at a predetermined pitch are formed. The refractive layer 15 is made of air or the like whose refractive index is significantly different from that of the refractive layer body 12. When the refractive layer 15 is an air layer, both ends in the width direction of the refractive layer 15 (both ends in the thickness direction of the refractive body 12) are closed, but both ends in the longitudinal direction are open to the atmosphere. Yes. Since the refractive index of the refractive layer 15 is significantly different from that of the material of the refractive body 12 (for example, acrylic resin), a predetermined interface with the refractive body 12 is a reflective surface (refractive surface) 16. The incident surface 13 of the refracting body 11 is bonded to the emitting surface 23 of the light guide 21 via an adhesive made of an acrylic resin (not shown). In this state, the exit surface 14 of the refractive body 11 is parallel to the exit surface 23 of the light guide 21. As a method of forming the refracting body 11, integral molding may be used. For example, as shown in FIG. 3, refracting body halves 11a and 11b having a shape obtained by dividing the refracting body 11 in the thickness direction are formed. Then, these refractive body halves 11a and 11b may be bonded via an adhesive made of an acrylic resin (not shown). Alternatively, the refractive body 11 may be formed by doubling the thickness of the refractive body half 11a or 11b.
[0008]
Here, the reason why the refractor body 12 of the refractor 11 is formed of the same material as the light guide 21 or a material having a refractive index similar to that of the light guide 21 will be described. The acrylic resin that is the material of the light guide 21 is an angle θ between the incident surface 22 and the output surface 23 of the light guide 21.₁When the angle is about 47 ° or more, the light incident perpendicularly to the incident surface 22 of the light guide 21 is totally reflected by the exit surface 23 of the light guide 21. Therefore, when the refractor body 12 of the refractor 11 is formed of, for example, an acrylic resin, and the incident surface 13 thereof is bonded to the exit surface 23 of the light guide 21 via an adhesive made of an acrylic resin, the light guide The angle θ between the incident surface 22 and the exit surface 23 of 21₁Even if the angle is about 47 ° or more, the light incident perpendicularly to the incident surface 22 of the light guide 21 goes straight without being totally reflected by the exit surface 23 of the light guide 21 and enters the refractor 11. The light is incident on the surface 13. This is the reason.
[0009]
Next, image display by this liquid crystal display device will be described with reference to FIGS. The light emitted from the fluorescent tube 31 and the light reflected by the reflection film 32 are vertically incident on the incident surface 22 of the light guide 21. In this case, in particular, in order to make the light reflected by the reflection film 32 vertically incident on the incident surface 22 of the light guide 21, the reflection sheet 32 is provided in a parabolic shape with the central axis of the fluorescent tube 31 as a focal point. Is desirable (see, for example, FIG. 16). The light vertically incident on the incident surface 22 of the light guide 21 travels straight in the light guide 21 as shown by an arrow in FIG. 11 is incident on the incident surface 13 as it is. In this case, since the entire incident surface 13 of the refracting body 11 is in close contact with the entire emitting surface 23 of the light guide 21, the transmittance can be increased. The light incident on the incident surface 13 of the refracting body 11 is reflected (refracted) by the reflecting surface 16 of the refracting body 11 and, as will be described later, the exit surface 14 of the refracting body 11 (that is, the exit of the light guide 21). The light is perpendicular to the surface 23). This perpendicular light is emitted as parallel light from the exit surface 14 of the refractor 11 in a direction perpendicular to the exit surface 14. In this case, if the arrangement pitch of the reflecting surfaces 16 of the refracting body 11 is made as fine as, for example, about 50 to 500 μm, the light reflected by each reflecting surface 16 is emitted from the emitting surface 14 without unevenness. Parallel light emitted from the exit surface 14 of the refracting body 11 enters the back surface of the liquid crystal display panel 1 perpendicularly. Then, image light corresponding to display driving of the liquid crystal display panel 1 is emitted from the surface in a direction perpendicular to the surface, and the emitted image light is visually recognized.
[0010]
Here, it will be described with reference to FIG. 4 that the light reflected by the reflecting surface 16 of the refracting body 11 becomes light perpendicular to the exit surface 14 of the refracting body 11. First, it is assumed that the light reflected by the reflecting surface 16 of the refractor 11 becomes light perpendicular to the exit surface 14 of the refractor 11 as indicated by arrows in FIG. Then, an angle x formed by the reflecting surface 16 and the light reflected by the reflecting surface 16.₁Is represented by the following equation (1).
x₁= 90-θ₂ ...... (1)
Further, the angle x formed by the reflecting surface 16 and the light incident on the reflecting surface 16₂Is represented by the following equation (2).
x₂= 90-x_Three (2)
In this case, x_Three= 180-θ₁−θ₂Therefore, substituting this into equation (2) yields x₂Is as shown in the following equation (3).
x₂= Θ₁+ Θ₂-90 (3)
By the way, x₁And x₂Are the same value, the following equation (4) is obtained from equations (1) and (3).
θ₂= 90-θ₁/ 2 (4)
Therefore, the angle θ formed between the incident surface 13 and the reflecting surface 16 of the refracting body 11.₂(90-θ₁/ 2), the light reflected by the reflecting surface 16 of the refracting body 11 can be made perpendicular to the exit surface 14 of the refracting body 11.
[0011]
Next, the fact that the light reflected by the reflecting surface 16 of the refractor 11 is converted into a surface light source will be described with reference to FIG. Light that has entered the light incident surface 22 of the light guide 21 perpendicularly and then travels straight through the light guide 21 is reflected by the reflecting surface 16 of the refractor 11 and is perpendicular to the exit surface 14 of the refractor 11. It is said. In this case, each light emitted from the emission surface 14 of the refractor 11 after being reflected by each reflection surface 16 of the refractor 11 is mutually in the same arrangement direction according to the arrangement pitch of the reflection surfaces 16 of the refractor 1. It will be separated. This separation ratio is represented by the length of the exit surface 23 relative to the length of the entrance surface 22 on the side surface of the light guide 21. Therefore, the angle θ formed by the incident surface 22 and the light exit surface 23 of the light guide 21.₁Is about 78.5 ° to about 84.3 °, for example, the length of the exit surface 23 is 5 to 10 times the length of the entrance surface 22 on the side surface of the light guide 21. 5 to 10 times. In other words, the area of the exit surface 23 of the light guide 21 is 5 to 10 times the area of the entrance surface 22. And according to this expansion of the area, the light emitted from the exit surface 14 of the refractor 11 is converted into a surface light source. In FIG. 2, θ₁In this case, the area of the light exit surface 23 of the light guide 21 is five times the area of the light entrance surface 22.
[0012]
As described above, in this liquid crystal display device, the light incident on the incident surface 22 of the light guide 21 is inclined by the inclination angle θ of the output surface 23 of the light guide 21 with respect to the incident surface 22.₁The light source is changed to a surface light source. Then, the surface light source light is refracted in a predetermined direction by the refractor 11 and is emitted as light parallel to the predetermined direction. In this case, the refractor 11 may have any structure that refracts light emitted from the light exit surface 23 of the light guide 21 in a predetermined direction. As shown in FIG. 2, the refractor is made of acrylic resin or the like. A simple structure in which a plurality of plate-like refracting layers 15 are formed in a predetermined arrangement pitch inside the main body 12 can be obtained, and as a result, a configuration of a light guide device including the refracting body 11 and the light guiding body 21. Can be easy. Further, as shown in FIG. 3, for example, refractor bodies 11a and 11b having a shape obtained by dividing refractor 11 in the thickness direction are formed, and then these refractor halves 11a and 11b are bonded. Since the refracting body 11 is formed, the refracting body 11 can be easily formed, and as a result, a light guide device including the refracting body 11 and the light guide 21 can be easily manufactured. In addition, since the entrance surface 13 of the refracting body 11 may be bonded to the exit surface 23 of the light guide 21 via an adhesive made of acrylic resin or the like, the light guide device can be manufactured more easily.
[0013]
By the way, not all of the light emitted from the fluorescent tube 31 is incident on the incident surface 22 of the light guide 21 perpendicularly. That is, for example, as shown in FIG. 5, even a fluorescent tube 31 having an aperture 33 has an aperture as shown by a dotted arrow in addition to light emitted from the center of the aperture 33 as shown by a solid arrow. Light exiting from the end of 33 will be produced. In the case of light that exits from the end of the latter aperture 33, light that is reflected by the reflecting surface 16 of the refracting body 11 shown in FIG. . As a result, when viewed from the front of the liquid crystal display panel 1, the luminance is lowered.
[0014]
Next, a second embodiment of the present invention capable of increasing the luminance when viewed from the front of the liquid crystal display panel 1 will be described with reference to FIG. In the refractor 11 in this liquid crystal display device, the shape of the refracting layer 15 is a predetermined triangular prism shape, and the angle θ is the same as that of the reflecting surface 16 shown in FIG.₂And a predetermined angle θ with respect to the incident surface 13._Three(This angle θ_ThreeWill be described later. ) And the second reflecting surface 16b inclined. As a method of forming the refracting body 11, as in the case of the first embodiment, it may be integrally formed. For example, as shown in FIG. 7, the refracting body 11 is divided in the thickness direction. The refracting body halves 11a and 11b may be formed by molding, and then the refracting body halves 11a and 11b may be bonded via an adhesive made of an acrylic resin (not shown). Then, as indicated by the dotted arrow in FIG. 5, the light emitted from the end of the aperture 33 is incident obliquely on the incident surface 22 of the light guide 21 shown in FIG. 6, and then in FIG. As shown, a part of the incident light is first reflected by the second reflecting surface 16b formed by the interface with the lower refractive layer 15 of the refracting body 11, and then the refraction next to the upper side of the refracting body 11. The light is reflected by the first reflecting surface 16a formed by the interface with the layer 15, and is light perpendicular to the exit surface 14 of the refractor 11 (that is, the exit surface 23 of the light guide 21), as will be described later. This light is emitted from the exit surface 14 of the refractor 11 in a direction perpendicular to the exit surface 14. In FIG. 6, the remainder of the light indicated by the dotted arrow is reflected by the first reflecting surface 16 a of the refractor 11 and is emitted from the exit surface 14 of the refractor 11 in an oblique direction with respect to the exit surface 14. Become.
[0015]
  Next, the angle θ_ThreeWill be described. First, in FIG. 5, the angle between the light indicated by the dotted arrow and the light indicated by the solid line (half angle of the aperture 33 of the fluorescent tube 31) is θ._FourAnd As shown in FIG. 6, the lower refractive layer of the refractive body 1115 after the second reflecting surface 16b is reflected on the upper refractive layer1The light reflected by the first reflecting surface 16 a of the fifth light becomes light perpendicular to the exit surface 14 of the refractor 11. In other words, the refractive layer below the refractor 1115 is reflected by the second reflecting surface 16b of the refractor 11 and is adjacent to the refracting body 11.1The light that is incident on the first reflecting surface 16 a of the fifth light becomes light that is parallel to the light that is vertically incident on the incident surface 22 of the light guide 21. That is, the lower refractive layer of the refractor 111The angle x formed between the light incident on the second reflecting surface 16b of 5 and the light incident on the incident surface 22 of the light guide 21 and the light parallel thereto._Four(See FIG. 8) is the angle θ shown in FIG._FourAnd is expressed by the following equation (5).
      x_Four= Θ_Four/ 2 (5)
Further, the refractive layer below the refractor 1115 is reflected by the second reflecting surface 16b of the refractor 11 and is adjacent to the refracting body 11.1Angle x formed between the light incident on the first reflecting surface 16a of the light source 5 and the incident surface 13 of the refractor 11_Five(See FIG. 8) is expressed by the following equation (6).
      x_Five= 90-θ₁  ...... (6)
In this case, as shown in FIG._ThreeIs x_FourAnd x_FiveTherefore, the following equation (7) is obtained from equations (5) and (6).
      θ_Three= 90-θ₁+ Θ_Four/ 2 (7)
Therefore, the angle θ formed between the incident surface 13 of the refractor 11 and the second reflecting surface 16b._Three(90-θ₁+ Θ_Four/ 2), a part of the light indicated by the dotted arrow in FIG. 6 can be made perpendicular to the exit surface 14 of the refracting body 11. As a result, the luminance when viewed from the front of the liquid crystal display panel can be increased. By the way, in the light indicated by the dotted arrow in FIG. 6, the emission angle of the light emitted in the oblique direction from the emission surface 14 of the refractor 11 is the angle θ.₁Is about 78.5 °, and the angle θ_FourIf it is 40 °, it will be about 20 °.
[0016]
In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the light guide 21 whole was formed with single materials, such as an acrylic resin, it is not limited to this. For example, the third embodiment shown in FIG. 9 may be used. Next, the light guide 21 shown in FIG. 9 will be described together with its formation method with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 10, a large number of optical fibers 24 having a predetermined length are prepared. The optical fiber 24 is formed by coating a core 25 made of a high refractive index acrylic resin with a clad 26 made of a low refractive index fluorine resin. In this case, as an example, the diameter of the core 25 is about 10 to 60 μm, and the film thickness of the clad 26 is about 5 to 20 μm. As shown in FIG. 11, for example, about 1500 to 2500 optical fibers 24 are bundled to form an optical fiber bundle 27 having a diameter of about 6 to 10 mm.
[0017]
Next, as shown in FIG. 12, a plurality of optical fiber bundles 27 are housed densely in a lower mold 28 having a rectangular parallelepiped shape. Next, when the inside of the lower mold 28 is sealed with an upper mold (not shown) and then heated, the clad 26 of the optical fiber 24 is melted and expanded, thereby filling gaps between the plurality of optical fiber bundles 27. The lower mold 28 and the upper mold are filled with a large number of cores 25 joined together by the clad 26. Thereby, a rectangular parallelepiped optical fiber block 29 as shown in FIG. 13A is obtained. In this case, the optical fiber bundles 27 in the portion excluding the outer peripheral portion of the optical fiber block 29 are pressed into each other in the mold, thereby forming a planar regular hexagonal shape as shown in FIG. Note that, before the lower mold 28 is sealed with the upper mold, the gaps between the plurality of optical fiber bundles 27 may be filled with the same material as the clad 26 or a different material. Next, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 13A, when the optical fiber block 29 is cut along the diagonal of the predetermined side surface, the light guide 21 having a side-right triangular shape shown in FIG. 9 is obtained. In the light guide 21 obtained in this way, a large number of cores (linear light guide paths) 25 are densely packed, and each core 25 is covered with a clad 26 and bonded to each other. A predetermined angle θ with respect to the incident surface 22₁It is the structure made into the inclined surface which inclines in.
[0018]
As another method of forming the light guide 21, an optical fiber 24 shown in FIG. 10 having a length several times longer than a predetermined length is prepared, whereby a fiber block 29 as shown in FIG. After the formation, it may be cut to obtain a plurality of fiber blocks 29 shown in FIG. Further, after the core 25 is formed by extrusion molding, for example, a bundle of about 1500 to 2500 cores 25 is passed through a bath in which the clad material is melted, and the adhering clad material is solidified, whereby the light shown in FIG. A fiber bundle 27 may be obtained. In any of the above-described forming methods, the light guide 21 formed by densely gathering the many cores 25 can be easily formed. On the other hand, the refractor body 12 of the refractor 11 is formed of the same material as the core 25 of the light guide 21 or a material having a refractive index close to that of the core 25.
[0019]
Then, the light vertically incident on the incident surface 22 of the light guide 21 travels straight along the core central axis in each core 25 of the light guide 21 as shown by arrows in FIG. 21 exits as it is from the exit surface 23 and enters the entrance surface 13 of the refractor 11 as it is. The incident light is reflected (refracted) by the reflecting surface 16 of the refracting body 11 and becomes light perpendicular to the emitting surface 14 of the refracting body 11 (that is, the emitting surface 23 of the light guide 21). This perpendicular light is emitted as parallel light from the exit surface 14 of the refractor 11 in a direction perpendicular to the exit surface 14.
[0020]
By the way, in the case shown in FIG. 9, the light guide 21 is formed by a structure in which a large number of cores 25 are densely formed. Compared to the light guide 21 made of a single material shown in FIG. The parallelism of the light traveling through each core 25 can be increased, and as a result, the luminance viewed from the front of the liquid crystal display panel can be increased. However, also in the case illustrated in FIG. 9, for example, not all of the light emitted from the fluorescent tube 31 illustrated in FIG. 1 is incident on the incident surface of the light guide 21 perpendicularly. However, in this case, as shown in FIG. 14, even if the light capturing angle of each core 25 of the light guide 21 is small, as indicated by the solid line, in addition to the light traveling straight along the core central axis, as indicated by the solid line In addition, as indicated by the dotted line, light that travels while repeating total reflection in the core 25 is generated. In the case of light traveling in the latter core 25 while repeating total reflection, even if it is reflected by the reflecting surface 16 of the refracting body 11 shown in FIG. I can't do it. Therefore, also in this case, the luminance viewed from the front of the liquid crystal display panel is lowered.
[0021]
Therefore, a fourth embodiment of the present invention provided with a refracting body 11 substantially the same as that shown in FIG. 6 will be described with reference to FIG. However, here, in this case, the inclination angle θ of the second reflecting surface 16b of the refracting body 11 with respect to the incident surface 13 is θ._ThreeOnly that will be described. First, as indicated by a dotted arrow in FIG. 14, the maximum total reflection angle of the light traveling while totally reflecting in the core 25 of the light guide 21 is θ_FiveAnd This maximum total reflection angle θ_FiveDepends on the material of the core 25 and the clad 26. As shown in FIG. 15, after being reflected by the second reflecting surface 16b of the lower refractive layer 15 of the refracting body 11, the light reflected by the first reflecting surface 16a of the upper adjacent refracting layer 15 is refracted. The light is perpendicular to the 11 exit surfaces 14. In other words, the light reflected by the second reflecting surface 16b of the lower refractive layer 15 of the refracting body 11 and incident on the first reflecting surface 16a of the refracting layer 15 adjacent to the upper side of the refracting body 11 is guided. The light is parallel to the core central axis of the core 25 of the body 21. That is, the angle x formed between the second reflecting surface 16b of the lower refractive layer 15 of the refractor 11 and the light parallel to the core central axis._Four(Since it is the same as in FIG. 8, refer to FIG. 8) is the maximum total reflection angle θ of the core 25 of the light guide 21_FiveHalf of (x_Four= Θ_Five/ 2). Therefore, as in the case of the above equation (7), the angle θ formed between the incident surface 13 of the refractor 11 and the second reflecting surface 16b._Three(90-θ₁+ Θ_Five/ 2), a part of the light traveling while repeating total reflection in the core 25 of the light guide 21 is perpendicular to the exit surface 14 of the refractor 11 as indicated by a dotted arrow in FIG. Light. As a result, the luminance when viewed from the front of the liquid crystal display panel can be increased.
[0022]
Next, FIG. 16 shows a side view of an essential part of a liquid crystal display device to which the fifth embodiment of the present invention is applied and an enlarged sectional view of a part thereof. In this liquid crystal display device, the exit surface 23 of the light guide 21 is an inclined surface that is inclined stepwise, and the substantial exit surface 23 is parallel to the entrance surface 22 of the light guide 21. And the liquid crystal display panel 1 are provided with a refracting body 11. As a method for forming the light guide 21 in this case, for example, there is a method of cutting the light exit surface 23 shown in FIG. 9 in a step shape after the light guide 21 shown in FIG. 9 is formed. In addition, it is desirable that the pitch of the stepped portion is as small as possible. For example, in the case of the forming method by cutting, if the substantial width of the emission surface 23 is about 0.05 to 0.5 mm, several to several tens of cores 25 are arranged within this width. become. Incidentally, the refracting body 11 in this case may be as shown in FIGS. 9 and 15, or may be as shown in FIG. The refracting body 11 shown in FIG. 17 has a structure in which horizontally long prism portions 41 are formed in parallel with an extremely small arrangement pitch of about 50 μm on one surface of a resin film made of polycarbonate or the like. In this case, as indicated by arrows in FIG. 17, the light that travels straight along the core central axis in each core 25 of the light guide 21 is incident on the incident surface 41 a that is the lower surface of the prism portion 41 of the refractor 11. The light is reflected (refracted) by the reflecting surface 41 b formed from the upper surface of the prism portion 41, becomes light perpendicular to the exit surface 14 of the refractor 11, and is separated in the arrangement direction of the prism portions 41. By the way, in the case of the refracting body 11 shown in FIG. 17, since it is a simple structure which has the horizontally long prism part 41 in the whole one surface of a resin film, it compares with the refracting body 11 shown in FIG.9 and FIG.15. And can be easily formed. As another method of forming the light guide 21 in this case, as in the sixth embodiment shown in FIG. 18, a sheet member 42 in which one surface is flat and the other surface side is stepped is introduced. An adhesive made of an acrylic resin (not shown) is formed of the same material as the core 25 of the light body 21 or a material having a refractive index similar to that of the core 25, and the plane of the sheet member 42 is formed on the emission surface 23 of the light guide 21. You may make it adhere | attach. Moreover, you may make it form the light guide 21 of the shape shown in FIG. 16 with single materials, such as an acrylic resin.
[0023]
In the above-described embodiment, a plastic optical fiber is used. However, a glass optical fiber in which a core made of high refractive index glass is coated with a clad made of low refractive index glass may be used. Further, a graded optical fiber may be used instead of the step type optical fiber as described above. In the above embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the case where light is emitted from the exit surface 14 of the refractor 11 in a direction substantially perpendicular to the exit surface 14 has been described. Angle θ relative to surface 13₂If, for example, is slightly changed in the plus direction or minus direction, the luminance at a certain viewpoint on the front side of the liquid crystal display panel can be increased. Further, in the above embodiment, for example, as shown in FIG. 2, light perpendicularly incident on the incident surface 22 of the light guide 21 is directed from the exit surface 14 of the refractor 11 in a direction substantially perpendicular to the exit surface 14. However, the traveling direction of this light may be the reverse direction. That is, the light incident perpendicularly to the exit surface 14 of the refractor 11 may be emitted from the entrance surface 22 of the light guide 21 in a direction perpendicular to the entrance surface 22. Furthermore, in the above embodiment, the case of emitting substantially parallel light has been described. However, in the case of emitting scattered light, for example, as in the seventh embodiment shown in FIG. A diffusion layer 43 formed by closely contacting a large number of extremely small lens portions (not shown) may be directly molded as a whole. Further, in place of such a diffusion layer 43, although not shown in the figure, a diffusion plate is used in which a large number of very small lens portions are formed in close contact with the entire one surface of the resin sheet. You may make it adhere | attach on the output surface 14 of the refractive body 11, or it may be arrange | positioned closely or at predetermined intervals.
[0024]
【The invention's effect】
  As described above, according to the invention described in claim 1 or 20, the refractor isAn emission surface provided along the emission surface of the light guide and parallel to the emission surface of the light guide;The light emitted from the exit surface of the light guideNearly perpendicular to the exit surface of the light guideSince the structure may be refracted in the direction, the structure can be simplified, and the configuration of the light guide device can be simplified. According to the eighteenth aspect of the present invention, a refractor half having a shape obtained by dividing a refractor having a flat surface and having a refracting surface formed of an interface with an air layer provided therein is divided in the thickness direction. Since the body is molded and these refractor halves are then bonded to form the refractor, the refractor can be easily formed, and thus the light guide device can be easily manufactured. In this case, since the refractor has a flat plate shape, after the refractor is formed, the incident surface of the refractor may be bonded to the light exit surface of the light guide as in the invention described in claim 19. The optical device can be more easily manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a main part of a liquid crystal display device to which a first embodiment of the invention is applied.
FIG. 2 is a longitudinal side view of a part of the light guide and the refracting body shown in FIG.
3 is a view for explaining an example of a method for forming the refractor shown in FIG. 2; FIG.
4 is an angle θ of the reflecting surface of the refractor shown in FIG. 2 with respect to the incident surface.₂The figure shown in order to demonstrate.
FIG. 5 is a view for explaining a fluorescent tube having an aperture.
FIG. 6 is a longitudinal side view similar to FIG. 2 of a second embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining an example of a method for forming the refractor shown in FIG. 6; FIG.
8 is an angle θ of the second reflecting surface of the refractor shown in FIG. 6 with respect to the incident surface._ThreeThe figure shown in order to demonstrate.
FIG. 9 is a longitudinal sectional side view similar to FIG. 2 of a third embodiment of the present invention.
10 is a perspective view showing an optical fiber prepared at the time of forming the light guide shown in FIG. 9; FIG.
11 is a perspective view showing a state in which an optical fiber bundle is formed in the forming process subsequent to FIG. 10; FIG.
12 is a perspective view showing a state in which a plurality of optical fiber bundles are housed in a lower mold in the forming process subsequent to FIG. 11. FIG.
FIG. 13A is a perspective view showing a state in which the optical fiber block is formed in the forming process subsequent to FIG. 12, and FIG. 13B is a plan view of a part thereof.
FIG. 14 is a view for explaining the characteristics of the core of the light guide.
FIG. 15 is a longitudinal sectional side view similar to FIG. 2 of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a side view of an essential part of a liquid crystal display device to which a fifth embodiment of the present invention is applied, and an enlarged cross-sectional view of a part thereof.
FIG. 17 is a view for explaining the refracting body shown in FIG. 16;
FIG. 18 is a side view of an essential part of a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a longitudinal sectional side view similar to FIG. 2 of a seventh embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 LCD panel
11 Refraction body
21 Light guide
31 Fluorescent tube (light source)

Claims

A light guide having an entrance surface and an exit surface inclined with respect to the entrance surface; provided along the exit surface of the light guide; and having an exit surface parallel to the exit surface of the light guide, A part of the light that is emitted from the exit surface of the light guide and is perpendicularly incident on the entrance surface of the light guide and the entrance surface of the light guide that is emitted from the exit surface of the light guide Refracting part of the light incident obliquely in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the light guide, and comprising a refractor exiting from the exit surface of the refractor,
It is one that utilizes the interface reflection of the refractive layer of a plurality of predetermined shapes included in the inside of the refractor, the first refraction layer of the predetermined shape inclined at different angles with respect to the exit surface of the light guide The light that is perpendicularly incident on the incident surface of the light guide is reflected by the first reflective surface and is substantially perpendicular to the exit surface of the light guide other refracted, some of the light that is obliquely incident on the incident surface of the light guide body, adjacent after being reflected by the second reflecting surface of any one of the refractive layer of the plurality of refractive layers is refracted in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the first reflecting surface by Ri reflected in the light guide of refraction layer,
The light guide device characterized in that an angle formed by the incident surface and the exit surface of the light guide is less than 90 °, and the exit surface of the light guide and the entrance surface of the refractor are in close contact with each other.

2. The light guide device according to claim 1, wherein the light guide is made of a single material such as an acrylic resin.

3. The invention according to claim 2, wherein the refractor has a refracting layer for forming a refracting surface, and the material other than the refracting layer is the same material as the light guide or a refractive index approximate to the light guide. It is formed by, The light guide device characterized by the above-mentioned.

4. The light guide device according to claim 3, wherein the refracting surface of the refractor is an interface with the air layer.

2. The light guide device according to claim 1, wherein the light guide body has a large number of closely packed linear light guide paths.

6. The invention according to claim 5, wherein the refractor has a refracting layer for forming a refracting surface, and other than the refracting layer is made of the same material as the linear light guide of the light guide or approximate to the linear light guide A light guide device characterized by being made of a material having a refractive index.

7. The light guide device according to claim 5, wherein the linear light guide path of the light guide is formed of an optical fiber core.

8. The light guide device according to claim 5, wherein the refracting surface of the refractor is an interface with an air layer.

9. The light guide device according to claim 1, wherein the light guide has a side-right triangular shape.

The light guide device according to any one of claims 1 to 9, wherein an angle formed between an incident surface and an output surface of the light guide is about 78.5 ° to about 84.3 °. .

11. The light guide device according to claim 1, wherein a diffusion layer is integrally formed on the exit surface of the refractor.

11. The light guide device according to claim 1, wherein a diffusing plate is provided on an exit surface side of the refractor.

A light guide having an entrance surface and an exit surface inclined with respect to the entrance surface; provided along the exit surface of the light guide; and having an exit surface parallel to the exit surface of the light guide, A part of light that is emitted from the exit surface of the light guide at a refractive surface that is a flat surface and is formed by an interface with an air layer provided in the interior; Refracting by refracting a part of the light emitted from the light exit surface of the light guide and obliquely incident on the light entrance surface, in a direction substantially perpendicular to the light guide exit surface. A refractor that exits from the exit surface of the body,
It is one that utilizes the interface reflection of the refractive layer of a plurality of predetermined shapes included in the inside of the refractor, the first refraction layer of the predetermined shape inclined at different angles with respect to the exit surface of the light guide The light that is perpendicularly incident on the incident surface of the light guide is reflected by the first reflective surface and is substantially perpendicular to the exit surface of the light guide other refracted, some of the light that is obliquely incident on the incident surface of the light guide body, adjacent after being reflected by the second reflecting surface of any one of the refractive layer of the plurality of refractive layers is refracted in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the first reflecting surface by Ri reflected in the light guide of refraction layer,
An angle between the incident surface and the exit surface of the light guide is less than 90 °, and the light guide device manufacturing method in which the exit surface of the light guide and the entrance surface of the refractor are in close contact with each other, A method of manufacturing a light guide device, comprising: forming a refractor half having a shape obtained by dividing a refractor in the thickness direction; and then bonding the refractor halves to form the refractor. .

14. The method of manufacturing a light guide device according to claim 13, wherein after forming the refractor, an incident surface of the refractor is bonded to an exit surface of the light guide.

A light guide having an entrance surface and an exit surface inclined with respect to the entrance surface; provided along the exit surface of the light guide; and having an exit surface parallel to the exit surface of the light guide, A part of the light that is emitted from the exit surface of the light guide and is perpendicularly incident on the entrance surface of the light guide and the entrance surface of the light guide that is emitted from the exit surface of the light guide A part of the light incident obliquely is refracted in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the light guide, and is refracted from the exit surface of the refractor, and on the entrance surface side of the light guide Provided with a light source,
It is one that utilizes the interface reflection of the refractive layer of a plurality of predetermined shapes included in the inside of the refractor, the first refraction layer of the predetermined shape inclined at different angles with respect to the exit surface of the light guide The light that is perpendicularly incident on the incident surface of the light guide is reflected by the first reflective surface and is substantially perpendicular to the exit surface of the light guide other refracted, some of the light that is obliquely incident on the incident surface of the light guide body, adjacent after being reflected by the second reflecting surface of any one of the refractive layer of the plurality of refractive layers a first reflective Ri by the reflective surface of the refractive layer is refracted in a direction substantially perpendicular to the exit surface of the light guide, the angle of the incident surface and the exit surface of the light guide is less than 90 ° of The light source structure is characterized in that the exit surface of the light guide and the entrance surface of the refractor are in close contact with each other.

A light source structure, wherein a light source is provided on an incident surface side of a light guide body of the light guide device according to claim 2.

17. The light source structure according to claim 15, wherein the light source has a predetermined aperture.

17. The light source structure according to claim 15, wherein a reflection sheet is provided on the outer peripheral side of the light source in a parabolic shape with the central axis of the light source as a focal point.