JP4494177B2 - Light guide for surface light source device, surface light source device and method for manufacturing mold member - Google Patents

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本発明は、エッジライト方式の面光源装置並びにそれに用いる導光体に関するものであり、特に、輝度むらの視認性の低減を企図した面光源装置及びそれに用いる導光体に関するものである。本発明の面光源装置は、例えば、携帯用ノートパソコン等のモニターや液晶テレビやビデオ一体型液晶テレビ等の表示部として使用される液晶表示装置のバックライトに、或いは、携帯電話機などの携帯型電子機器のディスプレイパネルや各種機器のインジケータとして使用される比較的小型の液晶表示装置のバックライトに、或いは、駅や公共施設などにおける案内表示板や看板として使用される液晶表示装置のバックライトに、或いは、高速道路や一般道路における交通標識等の標示装置として使用される液晶表示装置のバックライトに、好適である。   The present invention relates to an edge light type surface light source device and a light guide used therefor, and more particularly to a surface light source device intended to reduce the visibility of luminance unevenness and a light guide used therefor. The surface light source device of the present invention is, for example, a backlight of a liquid crystal display device used as a display unit of a monitor such as a portable notebook personal computer or a liquid crystal television or a video integrated liquid crystal television, or a portable type such as a mobile phone. For backlights of relatively small liquid crystal display devices used as display panels for electronic devices and indicators of various devices, or for backlights of liquid crystal display devices used as information display boards and signs in stations and public facilities Alternatively, it is suitable for a backlight of a liquid crystal display device used as a marking device such as a traffic sign on a highway or a general road.

液晶表示装置は、携帯用ノートパソコン等のモニターとして、あるいは液晶テレビやビデオ一体型液晶テレビ等の表示部として、更にはその他の種々の分野で広く使用されてきている。液晶表示装置は、基本的にバックライトと液晶表示素子とから構成されている。バックライトとしては、液晶表示装置のコンパクト化の観点からエッジライト方式のものが多用されている。従来、エッジライト方式のバックライトとしては、矩形板状の導光体の少なくとも1つの端面を光入射端面として用いて、該光入射端面に沿って直管型蛍光ランプなどの線状または棒状の一次光源を配置し、該一次光源から発せられた光を導光体の光入射端面から導光体内部へと導入し、該導光体の2つの主面のうちの一方である光出射面から出射させるものが広く利用されている。   Liquid crystal display devices have been widely used as monitors for portable notebook personal computers or the like, as display units for liquid crystal televisions and video integrated liquid crystal televisions, and in various other fields. A liquid crystal display device basically includes a backlight and a liquid crystal display element. As the backlight, an edge light type is often used from the viewpoint of making the liquid crystal display device compact. Conventionally, as an edge light type backlight, at least one end face of a rectangular plate-shaped light guide is used as a light incident end face, and a linear or rod-like shape such as a straight tube fluorescent lamp is provided along the light incident end face. A primary light source is disposed, light emitted from the primary light source is introduced from the light incident end surface of the light guide into the light guide, and the light exit surface is one of the two main surfaces of the light guide. What is emitted from the projector is widely used.

このようなバックライトでは、一次光源から発せられ導光体を経て出射する光の伝搬形態に起因して、発光面の輝度分布に不均一が生ずる(輝度均斉度が低下する)ことがある。この輝度均斉度低下の1つの形態として、一次光源に近接する領域の輝度がその他の領域より高くなることが挙げられる。   In such a backlight, the luminance distribution on the light emitting surface may be non-uniform (decrease in luminance uniformity) due to the propagation form of light emitted from the primary light source and emitted through the light guide. One form of this reduction in brightness uniformity is that the brightness in the area close to the primary light source is higher than in other areas.

このような輝度均斉度低下を防止するための手法として、例えば実公昭40−26083号公報(特許文献1)、実開昭60−60788号公報(特許文献2)及び実開昭62−154422号公報(特許文献3)には、導光体の光出射面の一次光源に近い位置に光吸収性を有する膜或いは光透過抑制のための光線調整膜を配置することが開示されている。この手法は、一次光源に近い領域において導光体光出射面から出射する光の強度が一次光源から遠い領域において出射する光の強度より大きいことへの対処として、単に一次光源との距離の小さい光出射面領域からの光出射を制限しようとするものである。   As methods for preventing such a decrease in luminance uniformity, for example, Japanese Utility Model Publication No. 40-26083 (Patent Document 1), Japanese Utility Model Application Publication No. 60-60788 (Patent Document 2) and Japanese Utility Model Application Publication No. 62-154422. The gazette (Patent Document 3) discloses disposing a light-absorbing film or a light-adjusting film for suppressing light transmission at a position near the primary light source of the light exit surface of the light guide. This method is merely a small distance from the primary light source as a countermeasure against the fact that the intensity of light emitted from the light guide light exit surface in the region near the primary light source is larger than the intensity of light emitted in the region far from the primary light source. This is intended to limit the light emission from the light emission surface area.

ところで、近年、液晶表示装置では、その外形寸法に対する表示画面寸法の比率をできるだけ大きくして、表示効率を高めることが要請されている。従って、面光源装置においても、その外形寸法に対する発光面寸法の比率をできるだけ大きくし、即ち発光面の周囲に枠状に存在する構造部分(「額縁」と呼ばれることがある)の寸法をできるだけ小さくすることが要求されている。   Incidentally, in recent years, liquid crystal display devices are required to increase the display efficiency by increasing the ratio of the display screen dimensions to the external dimensions as much as possible. Therefore, also in the surface light source device, the ratio of the light emitting surface dimension to the outer dimension is made as large as possible, that is, the size of the structural part (sometimes referred to as a “frame”) existing in a frame shape around the light emitting surface is made as small as possible. Is required to do.

一方、面光源装置では、その薄型化も要請されており、この要請に応ずるために導光体の薄型化が必要である。導光体が薄型化(例えば厚さ0.5mm〜3mm程度)するに従い、上記輝度均斉度の低下の特殊な形態として、導光体の光入射端面に近接した(例えば2mm程度)光出射面位置に対応して光入射端面と平行に周囲より明るい筋状の明部(輝線)が観察されることがある。即ち、一次光源から発せられた光が導光体の光入射端面と光出射面との境界をなす導光体稜線において二次的な光源として機能することによる影響が面光源装置の発光面の輝度に現れるようになる。この影響は、主として光入射端面に近い領域に顕著に現れる。この現象は額縁幅が大きい場合には実際上は特に問題とならないが、上記のような小額縁幅の面光源装置では特にこの影響による輝度むらが視認されやすいという問題となる。   On the other hand, the surface light source device is also required to be thin, and in order to meet this demand, it is necessary to reduce the thickness of the light guide. As the light guide becomes thinner (for example, about 0.5 mm to 3 mm in thickness), a light emission surface close to (for example, about 2 mm) the light incident end surface of the light guide as a special form of the above-described decrease in luminance uniformity. Corresponding to the position, a streaky bright portion (bright line) brighter than the surroundings may be observed in parallel with the light incident end face. That is, the effect of the light emitted from the primary light source functioning as a secondary light source at the ridge line of the light guide that forms the boundary between the light incident end surface and the light exit surface of the light guide is affected by the light emitting surface of the surface light source device. Appears in brightness. This effect is noticeable mainly in a region near the light incident end face. This phenomenon is not particularly a problem in practice when the frame width is large, but in the surface light source device having the small frame width as described above, the luminance unevenness due to this influence is particularly easily recognized.

この輝線による輝度均斉度低下の防止に、上記特許文献1〜3のような手法を採用すると、輝線のみならずその周囲全体の輝度が低下しやすいという問題が生ずる。   When the technique as in Patent Documents 1 to 3 is employed to prevent the luminance uniformity from being reduced by the bright line, there arises a problem that the brightness of not only the bright line but also the entire periphery thereof tends to decrease.

一方、以上のような輝線の発生に伴って隣接輝線間に、光入射端面と平行に周囲より暗い筋状の暗部(暗線)が観察されることがある。   On the other hand, with the generation of the bright lines as described above, streaky dark portions (dark lines) darker than the surroundings may be observed between the adjacent bright lines in parallel with the light incident end face.

特開平8−227074号公報(特許文献4)には、このような暗線の発生を防止するための手法として、光入射端面から遠ざかるにしたがって光吸収率が徐々に低下する光吸収パターンを有する光吸収層を形成することが開示されている。   In JP-A-8-227074 (Patent Document 4), as a technique for preventing the occurrence of such dark lines, light having a light absorption pattern in which the light absorption rate gradually decreases as the distance from the light incident end face increases. It is disclosed to form an absorbent layer.

上記特許文献4の手法では、光吸収パターンとしてドット状パターン等のパターンを採用しているが、この場合、部分的に光を吸収しない領域が存在し、この領域での遮光が不十分となるので、輝線が観察されてしまうなどの問題がある。   In the method of Patent Document 4 described above, a pattern such as a dot pattern is adopted as the light absorption pattern. In this case, there is a region that does not partially absorb light, and light shielding in this region is insufficient. Therefore, there are problems such as bright lines being observed.

以上のように、発光面の輝度むらの視認され易さの1つの形態として、光入射端面に近接する領域において、輝度の高い部分(輝線または輝帯)と輝度の低い部分(暗線または暗帯)とが特定の間隔で発生し、光入射端面とほぼ平行に延びる複数の明暗ラインとして視認されることが挙げられる。   As described above, as one form of the ease of visually recognizing the luminance unevenness of the light emitting surface, in a region close to the light incident end surface, a portion with high luminance (bright line or bright band) and a portion with low luminance (dark line or dark band). ) Occur at specific intervals and are visually recognized as a plurality of bright and dark lines extending substantially parallel to the light incident end face.

このような光入射端面の近傍での輝度むらを防止するための手法として、例えば特開平10−153778号公報(特許文献5)には、光出射面の光入射端面近傍の領域に隣接領域に比して光散乱性の高い帯状の光拡散領域を設けることが開示されている。また、同様な目的を達成すべく、例えば特開2002−216530号公報(特許文献6)には、光出射面の光入射端面近傍の領域の表面の平均傾斜角を光出射面の他の領域より大きくすることが開示されている。   As a technique for preventing such luminance unevenness in the vicinity of the light incident end face, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-153778 (Patent Document 5), an area adjacent to the light incident end face of the light emitting face is placed adjacent to the area. It is disclosed that a band-like light diffusion region having a higher light scattering property is provided. In order to achieve the same object, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-216530 (Patent Document 6) describes the average inclination angle of the surface of the light exit surface in the vicinity of the light incident end face as another region of the light exit surface. Making it larger is disclosed.

上記特許文献5及び特許文献6の手法によれば、光出射面の光入射端面近傍の領域の光散乱性または光拡散性を強くして、この領域での出射光量を増加させることで、暗帯を目立たなくし輝度むらの低減を図っている。
実公昭40−26083号公報 実開昭60−60788号公報 実開昭62−154422号公報 特開平8−227074号公報 特開平10−153778号公報 特開2002−216530号公報
According to the methods of Patent Document 5 and Patent Document 6, the light scattering property or the light diffusing property in the region near the light incident end surface of the light emitting surface is strengthened, and the amount of emitted light in this region is increased. The band is made inconspicuous to reduce brightness unevenness.
Japanese Utility Model Publication No. 40-26083 Japanese Utility Model Publication No. 60-60788 Japanese Utility Model Publication No. 62-154422 JP-A-8-227074 JP-A-10-153778 JP 2002-216530 A

本発明は、上記特許文献5及び特許文献6とは異なる手法により輝度むら特に導光体薄型化に伴う導光体光入射端面近傍領域での輝度むらが視認されにくい面光源装置及びそれに用いる導光体を提供することを目的とする。   According to the present invention, a surface light source device and a light source used for the surface light source device in which it is difficult to visually recognize luminance unevenness, particularly in the vicinity of the light guide light incident end surface due to thinning of the light guide, by a method different from Patent Document 5 and Patent Document 6 described above. An object is to provide a light body.

本発明によれば、上記の課題を解決するものとして、
一次光源と組み合わせて面光源装置を構成するのに使用され、前記一次光源から発せられる光を導光する面光源装置用導光体であって、
前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光される光が出射する光出射面及び該光出射面の反対側の裏面を有しており、
前記裏面には前記光入射端面を横切る方向に延在し且つ互いに平行に配列された複数のプリズム列が形成されており、
前記プリズム列のそれぞれの頂部は、その延在方向に関し少なくとも一部の領域で、断面形状において第1曲率半径をもつ第1部分と前記第1曲率半径より小さな第2曲率半径をもつ第2部分とを含んでなることを特徴とする面光源装置用導光体、
が提供される。
According to the present invention, as a solution to the above problems,
A light source for a surface light source device that is used to configure a surface light source device in combination with a primary light source and guides light emitted from the primary light source,
A light incident end surface on which light emitted from the primary light source is incident, a light emitting surface from which guided light is emitted, and a back surface opposite to the light emitting surface;
A plurality of prism rows extending in a direction crossing the light incident end face and arranged in parallel to each other are formed on the back surface,
Each apex of each of the prism rows has at least a partial region in the extending direction thereof, a first portion having a first radius of curvature in a cross-sectional shape and a second portion having a second radius of curvature smaller than the first radius of curvature. A light guide for a surface light source device, comprising:
Is provided.

本発明の一態様においては、前記第1部分の長さと前記第2部分の長さとの合計に対する前記第1部分の長さの比率が前記延在方向に関し変化する比率変化領域が存在する。本発明の一態様においては、前記比率変化領域に隣接して、前記延在方向に関し前記光入射端面に近い側及び/または前記光入射端面から遠い側にはそれぞれ前記比率が一定の比率一定領域が存在している。本発明の一態様においては、前記比率変化領域において、前記比率は前記延在方向に関し連続的に単調変化する。本発明の一態様においては、前記比率変化領域が複数設けられている。本発明の一態様においては、前記比率は全ての前記比率変化領域及び全ての前記比率一定領域にわたって連続している。本発明の一態様においては、前記比率変化領域と前記比率一定領域との境界の位置は、前記プリズム列の配列方向に関して連続して位置する4以上の前記プリズム列同士の間では全て同一とならないように、前記プリズム列の配列方向に関して変化している。本発明の一態様においては、前記裏面の前記プリズム列の配列方向に関する中央の領域とその両側の領域とでは、前記延在方向に関する前記比率の分布の形態が異なる。   In one aspect of the present invention, there is a ratio change region in which a ratio of the length of the first portion to the sum of the length of the first portion and the length of the second portion changes in the extending direction. In one aspect of the present invention, the ratio constant region where the ratio is constant on the side near the light incident end surface and / or on the side far from the light incident end surface in the extending direction, adjacent to the ratio changing region. Is present. In one aspect of the present invention, in the ratio change region, the ratio continuously changes monotonously with respect to the extending direction. In one aspect of the present invention, a plurality of the ratio change regions are provided. In an aspect of the present invention, the ratio is continuous over all the ratio change areas and all the constant ratio areas. In one aspect of the present invention, the position of the boundary between the ratio change region and the constant ratio region is not all the same among the four or more prism rows that are continuously located in the arrangement direction of the prism rows. Thus, the arrangement direction of the prism row is changed. In one aspect of the present invention, the distribution of the ratio in the extending direction is different between the central region in the arrangement direction of the prism rows on the back surface and the regions on both sides thereof.

また、本発明によれば、上記の課題を解決するものとして、以上の面光源装置用導光体の光入射端面に対向して前記一次光源が配置されていることを特徴とする前記面光源装置、が提供される。   According to the present invention, in order to solve the above problems, the surface light source is characterized in that the primary light source is disposed facing the light incident end surface of the light guide for the surface light source device described above. An apparatus is provided.

本発明の一態様においては、面光源装置は、更に、前記導光体の光出射面上に配置され、且つ前記導光体の光出射面から出射する光が入光する入光面及びその反対側の出光面を有する光偏向素子を備えている。本発明の一態様においては、前記光偏向素子は前記入光面に前記導光体の光入射端面に沿って延び且つ互いに平行に配列された複数のプリズム列を備えており、該プリズム列のそれぞれは前記導光体の光出射面からの光が入射する第1のプリズム面と入射した光が内面反射される第2のプリズム面とを有する。   In one aspect of the present invention, the surface light source device is further disposed on the light exit surface of the light guide, and the light entrance surface on which light emitted from the light exit surface of the light guide enters, and the light entrance surface An optical deflection element having a light exit surface on the opposite side is provided. In one aspect of the present invention, the light deflection element includes a plurality of prism rows that extend along the light incident end surface of the light guide and are arranged in parallel to each other on the light incident surface. Each has a first prism surface on which light from the light exit surface of the light guide is incident and a second prism surface on which the incident light is internally reflected.

以上のような本発明によれば、面光源装置用導光体の裏面に光入射端面を横切る方向に延在し且つ互いに平行に配列されて形成された複数のプリズム列のそれぞれの頂部を、その延在方向に関し少なくとも一部の領域で、断面形状において第1曲率半径をもつ第1部分と前記第1曲率半径より小さな第2曲率半径をもつ第2部分とを含んでなるものとしているため、輝度むら特に導光体薄型化に伴う導光体光入射端面近傍領域での輝度むらが視認されにくい面光源装置の提供が容易になる。   According to the present invention as described above, the tops of the plurality of prism rows formed on the back surface of the light guide for the surface light source device extending in the direction crossing the light incident end surface and arranged in parallel with each other, Because at least a part of the region in the extending direction includes a first portion having a first radius of curvature in a cross-sectional shape and a second portion having a second radius of curvature smaller than the first radius of curvature. In addition, it is easy to provide a surface light source device in which luminance unevenness, in particular, luminance unevenness in the vicinity of the light guide light incident end surface associated with the thinning of the light guide is less visible.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明による面光源装置の一つの実施形態を示す模式的斜視図であり、図2はその部分断面図である。図示されているように、本実施形態の面光源装置は、少なくとも一つの側端面を光入射端面31とし、これと略直交する一つの表面を光出射面33とする導光体3と、この導光体3の光入射端面31に対向して配置され光源リフレクタ2で覆われた線状の一次光源1と、導光体3の光出射面上に配置された光偏向素子4と、導光体3の光出射面33とは反対側の裏面34に対向して配置された光反射素子5とを含んで構成されている。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of a surface light source device according to the present invention, and FIG. 2 is a partial sectional view thereof. As shown in the drawing, the surface light source device of the present embodiment includes a light guide 3 having at least one side end surface as a light incident end surface 31 and a light exit surface 33 as one surface substantially orthogonal thereto. A linear primary light source 1 disposed facing the light incident end surface 31 of the light guide 3 and covered with the light source reflector 2, a light deflection element 4 disposed on the light exit surface of the light guide 3, and a light guide The light reflecting element 5 is disposed so as to face the back surface 34 opposite to the light emitting surface 33 of the light body 3.

導光体3は、XY面と平行に配置されており、全体として矩形板状をなしている。導光体3は4つの側端面を有しており、そのうちYZ面と平行な1対の側端面のうちの少なくとも一つの側端面を光入射端面31とする。光入射端面31は一次光源1と対向して配置されており、一次光源1から発せられた光は光入射端面31に入射し導光体3内へと導入される。本発明においては、例えば、光入射端面31とは反対側の側端面32等の他の側端面にも光源を対向配置してもよい。   The light guide 3 is arranged in parallel with the XY plane and has a rectangular plate shape as a whole. The light guide 3 has four side end surfaces, and at least one of the pair of side end surfaces parallel to the YZ plane is a light incident end surface 31. The light incident end face 31 is disposed to face the primary light source 1, and the light emitted from the primary light source 1 enters the light incident end face 31 and is introduced into the light guide 3. In the present invention, for example, the light source may be disposed opposite to another side end face such as the side end face 32 opposite to the light incident end face 31.

導光体3の光入射端面31に略直交した2つの主面は、それぞれXY面と略平行に位置しており、いずれか一方の面(図では上面)が光出射面33となる。この光出射面33に粗面からなる指向性光出射機構を付与することによって、光入射端面31から入射した光を導光体3中を導光させながら光出射面33から光入射端面31および光出射面33に直交する面(XZ面)内において指向性のある光を出射させる。このXZ面内分布における出射光光度分布のピークの方向(ピーク光)が光出射面33となす角度をαとする。角度αは例えば10〜40度であり、出射光光度分布の半値全幅は例えば10〜40度である。   Two main surfaces that are substantially orthogonal to the light incident end surface 31 of the light guide 3 are respectively positioned substantially parallel to the XY plane, and one of the surfaces (the upper surface in the drawing) serves as the light emitting surface 33. By providing the light emitting surface 33 with a directional light emitting mechanism composed of a rough surface, light incident from the light incident end surface 31 is guided through the light guide 3 and the light incident end surface 31 and the light incident end surface 31. Light having directivity is emitted in a plane (XZ plane) orthogonal to the light emitting surface 33. The angle between the peak direction (peak light) of the emitted light luminous intensity distribution in the XZ in-plane distribution and the light emitting surface 33 is defined as α. The angle α is, for example, 10 to 40 degrees, and the full width at half maximum of the emitted light luminous intensity distribution is, for example, 10 to 40 degrees.

導光体3の表面に形成する粗面やレンズ列は、ISO4287/1−1984による平均傾斜角θaが0.5〜15度の範囲のものとすることが、光出射面33内での輝度の均斉度を図る点から好ましい。平均傾斜角θaは、さらに好ましくは1〜12度の範囲であり、より好ましくは1.5〜11度の範囲である。この平均傾斜角θaは、導光体3の厚さ(t)と入射光が伝搬する方向の長さ(L)との比(L/t)によって最適範囲が設定されることが好ましい。すなわち、導光体3としてL/tが20〜200程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θaを0.5〜7.5度とすることが好ましく、さらに好ましくは1〜5度の範囲であり、より好ましくは1.5〜4度の範囲である。また、導光体3としてL/tが20以下程度のものを使用する場合は、平均傾斜角θaを7〜12度とすることが好ましく、さらに好ましくは8〜11度の範囲である。   The rough surface and the lens array formed on the surface of the light guide 3 have a luminance within the light emitting surface 33 that the average inclination angle θa according to ISO 4287 / 1-1984 is in the range of 0.5 to 15 degrees. It is preferable from the point of aiming at the degree of uniformity. The average inclination angle θa is more preferably in the range of 1 to 12 degrees, and more preferably in the range of 1.5 to 11 degrees. The average inclination angle θa is preferably set in an optimum range by a ratio (L / t) between the thickness (t) of the light guide 3 and the length (L) in the direction in which the incident light propagates. That is, when the light guide 3 having a L / t of about 20 to 200 is used, the average inclination angle θa is preferably 0.5 to 7.5 degrees, more preferably 1 to 5 degrees. It is a range, More preferably, it is the range of 1.5-4 degree | times. When the light guide 3 having L / t of about 20 or less is used, the average inclination angle θa is preferably 7 to 12 degrees, and more preferably 8 to 11 degrees.

導光体3に形成される粗面の平均傾斜角θaは、ISO4287/1−1984に従って、触針式表面粗さ計を用いて粗面形状を測定し、測定方向の座標をxとして、得られた傾斜関数f(x)から次の式(1)および式(2)
Δa=(1/L)∫ |(d/dx)f(x)|dx ・・・ (1)
θa=tan−1(Δa) ・・・ (2)
を用いて求めることができる。ここで、Lは測定長さであり、Δaは平均傾斜角θaの正接である。
The average inclination angle θa of the rough surface formed on the light guide 3 is obtained by measuring the rough surface shape using a stylus type surface roughness meter in accordance with ISO 4287 / 1-1984 and setting the coordinate in the measurement direction as x. From the obtained gradient function f (x), the following equations (1) and (2)
Δa = (1 / L) ∫ 0 L | (d / dx) f (x) | dx (1)
θa = tan −1 (Δa) (2)
Can be obtained using Here, L is the measurement length, and Δa is the tangent of the average inclination angle θa.

さらに、導光体3としては、その光出射率が0.5〜5%の範囲にあるものが好ましく、より好ましくは1〜3%の範囲である。これは、光出射率が0.5%より小さくなると導光体3から出射する光量が少なくなり十分な輝度が得られなくなる傾向にあり、光出射率が5%より大きくなると一次光源1の近傍で多量の光が出射して、光出射面33内でのX方向における出射光の減衰が著しくなり、光出射面33での輝度の均斉度が低下する傾向にあるためである。このように導光体3の光出射率を0.5〜5%とすることにより、光出射面から出射する光の出射光光度分布(XZ面内)におけるピーク光の角度が光出射面の法線に対し50〜80度の範囲にあり、光入射端面と光出射面との双方に垂直なXZ面における出射光光度分布(XZ面内)の半値全幅が10〜40度であるような指向性の高い出射特性の光を導光体3から出射させることができ、その出射方向を光偏向素子4で効率的に偏向させることができ、高い輝度を有する面光源装置を提供することができる。   Further, the light guide 3 preferably has a light emission rate in the range of 0.5 to 5%, and more preferably in the range of 1 to 3%. This is because when the light emission rate is smaller than 0.5%, the amount of light emitted from the light guide 3 tends to be small and sufficient luminance cannot be obtained. When the light emission rate is larger than 5%, the vicinity of the primary light source 1 is present. This is because a large amount of light is emitted, the attenuation of the emitted light in the X direction within the light emitting surface 33 becomes significant, and the luminance uniformity on the light emitting surface 33 tends to decrease. Thus, by setting the light emission rate of the light guide 3 to 0.5 to 5%, the angle of the peak light in the emission light intensity distribution (in the XZ plane) of the light emitted from the light emission surface is the same as that of the light emission surface. The full width at half maximum of the emitted light luminous intensity distribution (in the XZ plane) in the XZ plane that is in the range of 50 to 80 degrees with respect to the normal and is perpendicular to both the light incident end face and the light emitting face is 10 to 40 degrees. Provided is a surface light source device that can emit light having a high directivity from the light guide 3 and can efficiently deflect the emission direction by the light deflection element 4 and has high luminance. it can.

本発明において、導光体3からの光出射率は次のように定義される。光出射面33の光入射端面31側の端縁での出射光の光強度(I)と光入射端面31側の端縁から距離Lの位置での出射光強度(I)との関係は、導光体3の厚さ(Z方向寸法)をtとすると、次の式(3)
I=I(α/100)[1−(α/100))]L/t ・・・ (3)
のような関係を満足する。ここで、定数αが光出射率であり、光出射面33における光入射端面31と直交するX方向での単位長さ(導光体厚さtに相当する長さ)当たりの導光体3から光が出射する割合(百分率:%)である。この光出射率αは、縦軸に光出射面23からの出射光の光強度の対数をとり、横軸に(L/t)をとり、これらの関係をプロットすることで、その勾配から求めることができる。
In the present invention, the light emission rate from the light guide 3 is defined as follows. The relationship between the light intensity (I 0 ) of the emitted light at the edge on the light incident end face 31 side of the light emitting face 33 and the emitted light intensity (I) at a distance L from the edge on the light incident end face 31 side is When the thickness (dimension in the Z direction) of the light guide 3 is t, the following formula (3)
I = I 0 (α / 100) [1- (α / 100))] L / t (3)
Satisfying such a relationship. Here, the constant α is the light output rate, and the light guide 3 per unit length (a length corresponding to the light guide thickness t) in the X direction orthogonal to the light incident end surface 31 on the light output surface 33. It is the ratio (percentage:%) at which the light is emitted from. The light emission rate α is obtained from the gradient by plotting the relationship between the logarithm of the light intensity of the light emitted from the light exit surface 23 on the vertical axis and (L / t) on the horizontal axis. be able to.

なお、本発明では、上記のようにして光出射面33に光出射機構を形成する代わりに或いはこれと併用して、導光体内部に光拡散性微粒子を混入分散することで指向性光出射機構を付与してもよい。   In the present invention, instead of forming the light emitting mechanism on the light emitting surface 33 as described above, or in combination with this, the light diffusing fine particles are mixed and dispersed in the light guide so as to emit directional light. A mechanism may be added.

また、指向性光出射機構が付与されていない主面である裏面34は、導光体3からの出射光の一次光源1と平行な面(YZ面)での指向性を制御するために、光入射端面31を横切る方向に、より具体的には光入射端面31に対して略垂直の方向(X方向)に、延びる多数のプリズム列を配列したプリズム列形成面とされている。   Moreover, in order to control the directivity in the surface (YZ surface) parallel to the primary light source 1 of the emitted light from the back surface 34 which is the main surface to which the directional light emitting mechanism is not provided, It is a prism row forming surface in which a large number of prism rows are arranged in a direction crossing the light incident end surface 31, more specifically in a direction substantially perpendicular to the light incident end surface 31 (X direction).

本発明において、導光体3の裏面34のプリズム列は、その頂部の断面形状が次のような特徴を有する。   In the present invention, the prism row on the back surface 34 of the light guide 3 has the following features in the cross-sectional shape at the top.

図3に導光体3の平面図及びそのプリズム列部分のA−A’断面図を示す。図3には光出射面側から透視した裏面34の様子が示されている。プリズム列34aは、その頂部に断面形状が外方に凸の曲線を含む部分を有しており、この頂部の形態により区別される3つの領域を有する。即ち、プリズム列34aは、その延在方向(X方向)に関し光入射端面31の側から順に位置する3つの領域RC1、RV1及びRC2を有する。   FIG. 3 shows a plan view of the light guide 3 and an A-A ′ cross-sectional view of the prism row portion. FIG. 3 shows a state of the back surface 34 seen through from the light emitting surface side. The prism row 34a has a portion including a curve whose cross-sectional shape is convex outward at the top thereof, and has three regions which are distinguished by the form of the top. That is, the prism row 34a has three regions RC1, RV1, and RC2 that are sequentially located from the light incident end face 31 side in the extending direction (X direction).

図4に、各領域RC1、RV1及びRC2におけるプリズム列34aの部分の断面形状を示す。プリズム列34aは、頂部を除く部分では平面からなるプリズム斜面34a1,34a2を有する。領域RC1では、頂部断面形状の曲線が第1の曲率半径R1(たとえば、図示されているように、25μm)をもつ。領域RC2では、頂部断面形状の曲線がR1より小さい第2の曲率半径R2(たとえば、図示されているように、10μm)をもつ。領域RV1では、頂部断面形状の曲線が、第1の曲率半径R1をもつ2つの第1部分LR1とこれらの間に位置する第2の曲率半径R2をもつ第2部分LR2とをもつ。第1の曲率半径R1は例えば23〜27μmとすることができ、第2の曲率半径R2は例えば5〜15μmとすることができる。   FIG. 4 shows a cross-sectional shape of a portion of the prism row 34a in each of the regions RC1, RV1, and RC2. The prism row 34a has prism inclined surfaces 34a1 and 34a2 each formed of a flat surface except for the top. In region RC1, the curve of the top cross-sectional shape has a first radius of curvature R1 (eg, 25 μm as shown). In region RC2, the curve of the top cross-sectional shape has a second radius of curvature R2 (eg, 10 μm as shown) that is smaller than R1. In region RV1, the curve of the top cross-sectional shape has two first portions LR1 having a first radius of curvature R1 and a second portion LR2 having a second radius of curvature R2 located between them. The first radius of curvature R1 can be, for example, 23 to 27 μm, and the second radius of curvature R2 can be, for example, 5 to 15 μm.

断面形状における第1部分LR1の長さ(2つの第1部分の長さの合計)と第2部分LR2の長さとの合計に対する第1部分LR1の長さの比率は、プリズム列34aの延在方向に関し変化している。即ち、領域RC1との境界では上記比率は100%であり、領域RC2との境界では上記比率は0%であり、これらの間において上記比率は連続的に単調変化している。ここで、単調変化とは、単調増加または単調減少のことを指す。従って、比率変化は、図示されているように領域RV1の全体にわたって一定の変化率で直線的に変化するものに限定されず、例えば少なくとも領域RC1との境界の近傍及び領域RC2との境界の近傍において変化率が次第に減少して境界における変化率が0となるようなものとしてもよい。このようにすることで、境界部分での輝度の不連続の視認性を低減することができる。このように、領域RV1は上記比率がプリズム列34aの延在方向に関し変化する比率変化領域であり、一方、領域RC1及びRC2は上記比率がプリズム列34aの延在方向に関し一定の比率一定領域である。領域RC1を省略することも可能である。尚、第1部分LR1と第2部分LR2との間の2つの部分はそれぞれプリズム斜面34a1,34a2とほぼ同等の傾斜とする(即ち、それぞれプリズム斜面34a1,34a2とほぼ平行にする)ことができる。   The ratio of the length of the first portion LR1 to the sum of the length of the first portion LR1 (the total length of the two first portions) and the length of the second portion LR2 in the cross-sectional shape is the extension of the prism row 34a. The direction has changed. That is, the ratio is 100% at the boundary with the region RC1, and the ratio is 0% at the boundary with the region RC2, and the ratio continuously and monotonously changes between them. Here, monotonous change refers to monotonous increase or monotonic decrease. Therefore, the ratio change is not limited to the one that changes linearly at a constant change rate over the entire region RV1 as shown in the figure. For example, at least the vicinity of the boundary with the region RC1 and the vicinity of the boundary with the region RC2 It is also possible that the rate of change gradually decreases and the rate of change at the boundary becomes zero. By doing in this way, the discontinuity visibility of the brightness | luminance in a boundary part can be reduced. Thus, the region RV1 is a ratio change region in which the ratio changes with respect to the extending direction of the prism row 34a, while the regions RC1 and RC2 have a constant ratio constant region with respect to the extending direction of the prism row 34a. is there. The region RC1 can be omitted. The two portions between the first portion LR1 and the second portion LR2 can be inclined substantially equal to the prism inclined surfaces 34a1 and 34a2, respectively (that is, substantially parallel to the prism inclined surfaces 34a1 and 34a2, respectively). .

図3及び図4には、導光体3における各部の寸法が例示されている。ここでは、プリズム列34aの配列ピッチとして50μmが例示されているが、本発明では、プリズム列34aの配列ピッチをたとえば10〜100μmの範囲、好ましくは30〜60μmの範囲とすることができる。また、ここでは、プリズム斜面34a1,34a2同士のなす角度として100°が例示されているが、本発明では、プリズム斜面34a1,34a2同士のなす角度をたとえば85〜110度の範囲とすることができる。これは、この角度をこの範囲とすることによって導光体3からの出射光を適度に集光させることができ、面光源装置としての輝度の向上を図ることができるためであり、より好ましくは90〜100度の範囲である。   3 and 4 illustrate the dimensions of each part in the light guide 3. Here, 50 μm is exemplified as the arrangement pitch of the prism rows 34 a, but in the present invention, the arrangement pitch of the prism rows 34 a can be set in the range of, for example, 10 to 100 μm, and preferably in the range of 30 to 60 μm. Here, 100 ° is exemplified as the angle formed between the prism inclined surfaces 34a1 and 34a2, but in the present invention, the angle formed between the prism inclined surfaces 34a1 and 34a2 can be set within a range of, for example, 85 to 110 degrees. . This is because, by setting this angle within this range, the light emitted from the light guide 3 can be collected appropriately, and the luminance of the surface light source device can be improved. It is in the range of 90 to 100 degrees.

導光体3としては、図1に示したような形状に限定されるものではなく、光入射端面の方が厚いくさび状等の種々の形状のものが使用できる。   The light guide 3 is not limited to the shape shown in FIG. 1, and various shapes such as a rust shape with a thicker light incident end face can be used.

以上のような導光体3は、光出射面33を転写形成する第1の転写面を有する第1の型部材及び裏面34を転写形成する第2の転写面を有する第2の型部材を用いて透光性合成樹脂を成形することで製造することができる。ここで、裏面34の転写形成のための第2の転写面を形成するに際して、プリズム列34aに対応する第2の型部材のプリズム列対応部を、第1曲率半径R1の先端形状をもつ第1のバイトを用いて切削加工する第1工程と、第2曲率半径R2の先端形状をもつ第2のバイトを用いて切削加工する第2工程とを行って、形成することができる。比率変化領域RV1に対応する第2の型部材の比率変化領域対応部を形成するに際しては、上記第2工程において上記第2のバイトの切り込み深さを所望の様式で変化させる。第2工程は第1工程の後に行うことが好ましい。   The light guide 3 as described above includes a first mold member having a first transfer surface for transferring and forming the light emitting surface 33 and a second mold member having a second transfer surface for transferring and forming the back surface 34. It can manufacture by shape | molding translucent synthetic resin using. Here, when forming the second transfer surface for transfer formation of the back surface 34, the prism row corresponding portion of the second mold member corresponding to the prism row 34a is the first tip having the first curvature radius R1. It can be formed by performing a first step of cutting using one cutting tool and a second step of cutting using a second cutting tool having a tip shape having a second curvature radius R2. In forming the ratio change area corresponding portion of the second mold member corresponding to the ratio change area RV1, the depth of cut of the second bite is changed in a desired manner in the second step. The second step is preferably performed after the first step.

光偏向素子4は、導光体3の光出射面33上に配置されている。光偏向素子4の2つの主面41,42は全体として互いに平行に配列されており、それぞれ全体としてXY面と平行に位置する。主面41,42のうちの一方(導光体3の光出射面33側に位置する主面)は入光面41とされており、他方が出光面42とされている。出光面42は、導光体3の光出射面33と平行な平坦面とされている。入光面41は、多数のY方向に延びるプリズム列が互いに平行に配列されたプリズム列形成面とされている。プリズム列形成面は、隣接するプリズム列の間に比較的幅の狭い底部平坦部(例えば、プリズム列のX方向寸法と同程度あるいはそれより小さい幅の平坦部)を設けてもよいが、光の利用効率を高める点からは底部平坦部を設けることなくプリズム列をX方向に連続して配列することが好ましい。   The light deflection element 4 is disposed on the light emitting surface 33 of the light guide 3. The two main surfaces 41 and 42 of the light deflection element 4 are arranged in parallel with each other as a whole, and are located in parallel with the XY plane as a whole. One of the main surfaces 41 and 42 (the main surface located on the light emitting surface 33 side of the light guide 3) is a light incident surface 41, and the other is a light emitting surface 42. The light exit surface 42 is a flat surface parallel to the light exit surface 33 of the light guide 3. The light incident surface 41 is a prism row forming surface in which a large number of prism rows extending in the Y direction are arranged in parallel to each other. The prism row forming surface may be provided with a bottom flat portion having a relatively narrow width between adjacent prism rows (for example, a flat portion having a width equal to or smaller than the dimension in the X direction of the prism row). It is preferable to arrange the prism rows continuously in the X direction without providing a flat bottom portion in order to improve the utilization efficiency of the prism.

図11に、光偏向素子4による光偏向の様子を模式的に示す。この図は、XZ面内での導光体3からのピーク光(出射光分布のピークに対応する光)の進行方向の一例を示すものである。導光体3の光出射面33から角度αで斜めに出射されるピーク光は、プリズム列の第1のプリズム面へ入射し第2のプリズム面により内面全反射されてほぼ出光面42の法線の方向に出射する。また、YZ面内では、上記のような導光体裏面34のプリズム列の作用により広範囲の領域において出光面42の法線の方向の輝度の十分な向上を図ることができる。   FIG. 11 schematically shows a state of light deflection by the light deflection element 4. This figure shows an example of the traveling direction of the peak light (light corresponding to the peak of the outgoing light distribution) from the light guide 3 in the XZ plane. The peak light emitted obliquely at an angle α from the light emitting surface 33 of the light guide 3 is incident on the first prism surface of the prism row and is totally reflected by the second prism surface so as to be substantially equal to the light emitting surface 42 method. Emits in the direction of the line. Further, in the YZ plane, the luminance in the direction of the normal line of the light exit surface 42 can be sufficiently improved in a wide area by the action of the prism row on the light guide back surface 34 as described above.

光偏向素子4のプリズム列のプリズム面の形状は、単一平面に限られず、例えば断面凸多角形状または凸曲面形状とすることができ、これにより、高輝度化、狭視野化を図ることができる。   The shape of the prism surface of the prism row of the light deflection element 4 is not limited to a single plane, and can be, for example, a convex polygonal shape or a convex curved surface shape, thereby achieving high brightness and narrow field of view. it can.

光偏向素子4においては、所望のプリズム形状を精確に作製し、安定した光学性能を得るとともに、組立作業時や光源装置としての使用時におけるプリズム頂部の摩耗や変形を抑止する目的で、プリズム列の頂部に頂部平坦部あるいは頂部曲面部を形成してもよい。この場合、頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は、3μm以下とすることが、面光源装置としての輝度の低下やスティキング現象による輝度の不均一パターンの発生を抑止する観点から好ましく、より好ましくは頂部平坦部あるいは頂部曲面部の幅は2μm以下であり、さらに好ましくは1μm以下である。   In the light deflection element 4, a prism array is formed for the purpose of accurately producing a desired prism shape, obtaining stable optical performance, and suppressing wear and deformation of the prism top during assembly work and use as a light source device. A top flat portion or a top curved surface portion may be formed on the top of the top. In this case, the width of the top flat part or the top curved surface part is preferably 3 μm or less from the viewpoint of suppressing the occurrence of a non-uniform luminance pattern due to a decrease in luminance or a sticking phenomenon as the surface light source device. The width of the top flat part or the top curved part is 2 μm or less, more preferably 1 μm or less.

一次光源1はY方向に延在する線状の光源であり、該一次光源1としては例えば蛍光ランプや冷陰極管を用いることができる。この場合、一次光源1は、図1に示したように、導光体3の一方の側端面に対向して設置する場合だけでなく、必要に応じて反対側の側端面にもさらに設置することもできる。   The primary light source 1 is a linear light source extending in the Y direction. As the primary light source 1, for example, a fluorescent lamp or a cold cathode tube can be used. In this case, as shown in FIG. 1, the primary light source 1 is not only installed to face one side end face of the light guide 3, but is further placed on the opposite side end face as necessary. You can also

光源リフレクタ2は一次光源1の光をロスを少なく導光体3へ導くものである。その材質としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックフィルムを用いることができる。図示されているように、光源リフレクタ2は、光偏向素子4を避けて、光反射素子5の端縁部外面から一次光源1の外面を経て導光体3の光出射面端縁部へと巻きつけられている。他方、光源リフレクタ2は、光反射素子5の端縁部外面から一次光源1の外面を経て光偏向素子4の出光面端縁部へと巻きつけることも可能である。このような光源リフレクタ2と同様な反射部材を、導光体3の光入射端面31以外の側端面に付することも可能である。   The light source reflector 2 guides the light from the primary light source 1 to the light guide 3 with little loss. As the material, for example, a plastic film having a metal-deposited reflective layer on the surface can be used. As shown in the figure, the light source reflector 2 avoids the light deflecting element 4 and passes from the outer surface of the light reflecting element 5 to the light emitting surface edge of the light guide 3 through the outer surface of the primary light source 1. It is wrapped around. On the other hand, the light source reflector 2 can be wound from the outer surface of the light reflecting element 5 to the light emitting surface edge of the light deflecting element 4 through the outer surface of the primary light source 1. A reflection member similar to the light source reflector 2 can be attached to the side end face other than the light incident end face 31 of the light guide 3.

光反射素子5としては、例えば表面に金属蒸着反射層を有するプラスチックシートを用いることができる。本発明においては、光反射素子5として反射シートに代えて、導光体3の裏面34に金属蒸着等により形成された光反射層等を用いることも可能である。   As the light reflecting element 5, for example, a plastic sheet having a metal vapor deposition reflecting layer on the surface can be used. In the present invention, it is also possible to use a light reflecting layer or the like formed by metal vapor deposition or the like on the back surface 34 of the light guide 3 instead of the reflecting sheet as the light reflecting element 5.

本発明の導光体3及び光偏向素子4は、光透過率の高い合成樹脂から構成することができる。このような合成樹脂としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が例示できる。特に、メタクリル樹脂が、光透過率の高さ、耐熱性、力学的特性、成形加工性に優れており、最適である。このようなメタクリル樹脂としては、メタクリル酸メチルを主成分とする樹脂であり、メタクリル酸メチルが80重量%以上であるものが好ましい。導光体3及び光偏向素子4の粗面等の表面構造やプリズム列又はレンチキュラーレンズ列等の表面構造を形成するに際しては、透明合成樹脂板を所望の表面構造を有する型部材を用いて熱プレスすることで形成してもよいし、スクリーン印刷、押出成形や射出成形等によって成形と同時に形状付与してもよい。また、熱あるいは光硬化性樹脂等を用いて構造面を形成することもできる。更に、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド系樹脂等からなる透明フィルムあるいはシート等の透明基材の表面に、活性エネルギー線硬化型樹脂からなる粗面構造またレンズ列配列構造を形成してもよいし、このようなシートを接着、融着等の方法によって別個の透明基材上に接合一体化させてもよい。活性エネルギー線硬化型樹脂としては、多官能(メタ)アクリル化合物、ビニル化合物、(メタ)アクリル酸エステル類、アリル化合物、(メタ)アクリル酸の金属塩等を使用することができる。   The light guide 3 and the light deflection element 4 of the present invention can be made of a synthetic resin having a high light transmittance. Examples of such synthetic resins include methacrylic resins, acrylic resins, polycarbonate resins, polyester resins, and vinyl chloride resins. In particular, methacrylic resins are optimal because of their high light transmittance, heat resistance, mechanical properties, and molding processability. Such a methacrylic resin is a resin mainly composed of methyl methacrylate, and preferably has a methyl methacrylate content of 80% by weight or more. When forming a surface structure such as a rough surface of the light guide 3 and the light deflecting element 4 or a surface structure such as a prism array or a lenticular lens array, the transparent synthetic resin plate is heated using a mold member having a desired surface structure. You may form by pressing, and you may give a shape simultaneously with shaping | molding by screen printing, extrusion molding, injection molding, etc. The structural surface can also be formed using heat or a photocurable resin. Furthermore, the surface of a transparent substrate such as a polyester resin, acrylic resin, polycarbonate resin, vinyl chloride resin, polymethacrylamide resin, or the like, or a rough surface made of an active energy ray curable resin is used. A structure or a lens array arrangement structure may be formed, or such a sheet may be bonded and integrated on a separate transparent substrate by a method such as adhesion or fusion. As the active energy ray-curable resin, polyfunctional (meth) acrylic compounds, vinyl compounds, (meth) acrylic acid esters, allyl compounds, (meth) acrylic acid metal salts, and the like can be used.

以上のような一次光源1、光源リフレクタ2、導光体3、光偏向素子4及び光反射素子5を含んでなる面光源装置の発光面(光偏向素子5の出光面42)上に、図2に示すように透過型の液晶表示素子8を配置することにより、本発明の面光源装置をバックライトとした液晶表示装置が構成される。液晶表示装置は、図2における上方から観察者により観察される。   On the light emitting surface (the light exit surface 42 of the light deflection element 5) of the surface light source device including the primary light source 1, the light source reflector 2, the light guide 3, the light deflection element 4, and the light reflection element 5 as described above, By disposing the transmissive liquid crystal display element 8 as shown in FIG. 2, a liquid crystal display device using the surface light source device of the present invention as a backlight is configured. The liquid crystal display device is observed by an observer from above in FIG.

本実施形態においては、導光体裏面34に形成されるプリズム列34aは、その頂部断面形状の曲線が第1の曲率半径R1をもつ第1部分LR1と第2の曲率半径R2をもつ第2部分LR2とをもつ領域を有するので、この領域における第1部分LR1の長さと第2部分LR2の長さとの合計に対する第1部分LR1の長さの比率を適宜設定することで、プリズム列34aによる光の内面反射の形態を適宜設定することができる。特に、この第1部分LR1と第2部分LR2とをもつ領域を比率変化領域RV1とすることで、光入射端面近傍の輝線及び暗線による輝度むらが視認されにくくなる。また、比率変化領域RV1に隣接して比率一定領域RC1及びRC2を配置し、領域RC1の比率を領域RC2の比率より大きくし、領域RV1においてプリズム列延在方向に関し比率が連続的に単調変化するようにし、更に領域RC1、RV1及びRC2のすべてにわたってプリズム列延在方向に関し比率が連続するようにしているので、輝度むらが一層視認されにくくなる。   In the present embodiment, the prism row 34a formed on the back surface 34 of the light guide has a second portion LR1 having a first curvature radius R1 and a second curvature radius R2 whose top cross-sectional shape curve has a first curvature radius R1. Since the region having the portion LR2 is included, by appropriately setting the ratio of the length of the first portion LR1 to the sum of the length of the first portion LR1 and the length of the second portion LR2 in this region, the prism row 34a The form of internal reflection of light can be set as appropriate. In particular, by setting the region having the first portion LR1 and the second portion LR2 as the ratio change region RV1, luminance unevenness due to bright lines and dark lines in the vicinity of the light incident end face is hardly visible. Further, constant ratio regions RC1 and RC2 are arranged adjacent to the ratio change region RV1, the ratio of the region RC1 is made larger than the ratio of the region RC2, and the ratio continuously and monotonously changes in the prism row extending direction in the region RV1. In addition, since the ratio is continuous in the prism row extending direction over all the regions RC1, RV1, and RC2, the luminance unevenness is further less easily recognized.

図5に、本発明による面光源装置の他の実施形態における導光体の平面図及びそのプリズム列部分のA−A’断面図を示す。また、図6に、各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す。これらの図において、上記図1〜図4の実施形態におけると同様の部材または部分には同一の符号が付されている。   FIG. 5 shows a plan view of a light guide in another embodiment of the surface light source device according to the present invention and an A-A ′ cross-sectional view of the prism row portion thereof. FIG. 6 shows a cross-sectional shape of a prism row portion in each region. In these drawings, the same members or portions as those in the embodiment of FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals.

本実施形態では、比率変化領域RV1と比率一定領域RC2との間に、比率変化領域RV1の側から順に、比率一定領域RC3、比率変化領域RV2、比率一定領域RC4及び比率変化領域RV3が配置されている。図5及び図6に示されているように、比率一定領域RC4は比率一定領域RC1と同一の断面形状であり、比率一定領域RC3は比率一定領域RC2と同一の断面形状である。また、図5に示されているように、比率変化領域RV3は比率変化領域RV1と同様に光入射端面側からその反対側の方へと比率が100%から0%へと単調変化するものとされており、逆に比率変化領域RV2は光入射端面側からその反対側の方へと比率が%から100%へと単調変化するものとされている。更に領域RC1〜RC4及び領域RV1〜RV3のすべてにわたってプリズム列延在方向に関し比率が連続するようにしている。   In the present embodiment, a constant ratio region RC3, a ratio change region RV2, a constant ratio region RC4, and a ratio change region RV3 are arranged in this order from the ratio change region RV1 side between the ratio change region RV1 and the constant ratio region RC2. ing. As shown in FIGS. 5 and 6, the constant ratio region RC4 has the same cross-sectional shape as the constant ratio region RC1, and the constant ratio region RC3 has the same cross-sectional shape as the constant ratio region RC2. Further, as shown in FIG. 5, the ratio change region RV3 is monotonically changed from 100% to 0% from the light incident end face side to the opposite side as in the ratio change region RV1. Conversely, the ratio change region RV2 is monotonically changed from% to 100% from the light incident end face side to the opposite side. Further, the ratio is continuous in the prism row extending direction over all of the regions RC1 to RC4 and the regions RV1 to RV3.

本実施形態では、比率変化領域を複数設けてプリズム列延在方向に関して比率を複数回にわたって変化させているので、上記図1〜図4の実施形態と同様の作用効果に加えて、面光源装置の発光面における輝度均斉度の一層の向上が可能となる。   In the present embodiment, since a plurality of ratio change regions are provided and the ratio is changed a plurality of times with respect to the prism row extending direction, the surface light source device in addition to the same functions and effects as those of the embodiments of FIGS. It is possible to further improve the brightness uniformity on the light emitting surface.

図7に、本発明による面光源装置の更に別の実施形態における導光体の平面図及びそのプリズム列部分のA−A’断面図を示す。また、図8に、各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す。これらの図において、上記図1〜図4の実施形態におけると同様の部材または部分には同一の符号が付されている。   FIG. 7 shows a plan view of a light guide in a further embodiment of the surface light source device according to the present invention and a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the prism row portion thereof. FIG. 8 shows a cross-sectional shape of the prism row portion in each region. In these drawings, the same members or portions as those in the embodiment of FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals.

本実施形態では、導光体裏面のプリズム列の配列方向(Y方向)に関する中央の領域Mとその両側の2つの領域Nとで、プリズム列延在方向に関する比率の分布の形態を異ならせている。領域Nの幅(Y方向寸法)は、例えば、図7に示されているように20〜50mmとすることができる。比率変化領域RV1’では、領域Nに属する部分では、上記図1〜図4の実施形態と同様に、比率が100%から0%まで単調変化するようにしているが、領域Mに属する部分では、比率が100%から20%まで単調変化するようにしている。そして、比率変化領域RV1’に隣接する領域RCVでは、領域Nに属する部分では、上記図1〜図4の実施形態と同様に、比率を0%にしているが、領域Mに属する部分では、比率を20%にしている。即ち、領域RCVは比率一定領域であるが、Y方向に関しては一定比率値が変化している。   In the present embodiment, the distribution form of the ratio in the prism row extending direction is different between the central region M in the arrangement direction (Y direction) of the prism row on the back surface of the light guide and the two regions N on both sides thereof. Yes. The width (dimension in the Y direction) of the region N can be set to, for example, 20 to 50 mm as illustrated in FIG. In the ratio change region RV1 ′, in the portion belonging to the region N, the ratio is monotonously changed from 100% to 0% as in the above-described embodiments of FIGS. The ratio monotonously changes from 100% to 20%. Then, in the region RCV adjacent to the ratio change region RV1 ′, the ratio belonging to the region N is set to 0% as in the embodiment of FIGS. 1 to 4 above, but in the portion belonging to the region M, The ratio is 20%. That is, the region RCV is a constant ratio region, but the constant ratio value changes in the Y direction.

本実施形態では、領域RCVで、領域Mに属する部分に比べて領域Nに属する部分で比率を小さくしているので、上記図1〜図4の実施形態と同様の作用効果に加えて、領域Nにおける輝度低下を重点的に抑止することができる。   In the present embodiment, in the region RCV, the ratio of the portion belonging to the region N is smaller than the portion belonging to the region M. Therefore, in addition to the same functions and effects as those of the embodiment of FIGS. A decrease in luminance at N can be intensively suppressed.

図9は、本発明による面光源装置の更に別の実施形態における導光体の部分平面図を示す。この図において、上記図1〜図4の実施形態におけると同様の部材または部分には同一の符号が付されている。   FIG. 9 shows a partial plan view of a light guide in yet another embodiment of the surface light source device according to the present invention. In this figure, the same code | symbol is attached | subjected to the member or part similar to in the embodiment of the said FIGS. 1-4.

本実施形態では、比率変化領域RV1と比率一定領域RC1,RC2との境界が、プリズム列の配列方向(Y方向)に関して順次変化している。このように領域の境界が一直線から外れた形態となるようにすることで、境界部分での輝度の不連続の視認性を更に一層抑制することができる。このような機能は、上記図5〜図6の実施形態や上記図7〜図8の実施形態においても、同様に実現することができる。   In the present embodiment, the boundary between the ratio change region RV1 and the constant ratio regions RC1 and RC2 changes sequentially with respect to the arrangement direction (Y direction) of the prism rows. By making the boundary of the region deviate from the straight line in this way, it is possible to further suppress the visibility of the discontinuity in luminance at the boundary portion. Such a function can be similarly realized in the embodiment of FIGS. 5 to 6 and the embodiment of FIGS.

図10は、図9の実施形態の変形例を示す。この変形例では、比率変化領域RV1と比率一定領域RC1との境界及び更には図示しないが比率変化領域RV1と比率一定領域RC2との境界を、プリズム列の配列方向(Y方向)に関して不連続的に変化させている。この変化の周期は、プリズム列の配列方向に関して連続して位置する4以上のプリズム列34a同士の間では全て同一とならないようにするのが、境界部分での輝度の不連続の視認性の抑制の観点からは好ましい。図10では、プリズム列の配列方向に関して連続して位置する3つのプリズム列34aごとに、境界を変化させている。   FIG. 10 shows a modification of the embodiment of FIG. In this modification, the boundary between the ratio change region RV1 and the constant ratio region RC1 and further, although not shown, the boundary between the ratio change region RV1 and the constant ratio region RC2 is discontinuous with respect to the arrangement direction (Y direction) of the prism rows. To change. The period of this change is made not to be the same between the four or more prism rows 34a that are continuously located in the arrangement direction of the prism rows, thereby suppressing the visibility of the discontinuity of the luminance at the boundary portion. From the viewpoint of In FIG. 10, the boundary is changed for each of the three prism rows 34 a that are continuously located in the arrangement direction of the prism rows.

本発明による面光源装置の実施形態を示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows embodiment of the surface light source device by this invention. 図1の面光源装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the surface light source device of FIG. 導光体の平面図及びそのプリズム列部分のA−A’断面図である。It is the top view of a light guide, and A-A 'sectional drawing of the prism row | line | column part. 各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the part of the prism row | line | column in each area | region. 導光体の平面図及びそのプリズム列部分のA−A’断面図である。It is the top view of a light guide, and A-A 'sectional drawing of the prism row | line | column part. 各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the part of the prism row | line | column in each area | region. 導光体の平面図及びそのプリズム列部分のA−A’及びB−B’の断面図である。It is a top view of a light guide, and A-A 'and B-B' sectional drawing of the prism row part. 各領域におけるプリズム列の部分の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the cross-sectional shape of the part of the prism row | line | column in each area | region. 本発明による面光源装置の実施形態における導光体の部分平面図である。It is a fragmentary top view of the light guide in embodiment of the surface light source device by this invention. 図9の実施形態の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of embodiment of FIG. 光偏向素子による光偏向の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of the optical deflection by an optical deflection element.

符号の説明Explanation of symbols

1 一次光源
2 光源リフレクタ
3 導光体
31 光入射端面
32 側端面
33 光出射面
34 裏面
34a プリズム列
34a1,34a2 プリズム斜面
4 光偏向素子
41 入光面
42 出光面
5 光反射素子
8 液晶表示素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Primary light source 2 Light source reflector 3 Light guide 31 Light incident end surface 32 Side end surface 33 Light emitting surface 34 Back surface 34a Prism row 34a1, 34a2 Prism slope 4 Light deflecting element 41 Light incident surface 42 Light emitting surface 5 Light reflecting element 8 Liquid crystal display element

Claims (6)

一次光源と組み合わせて面光源装置を構成するのに使用され、前記一次光源から発せられる光を導光する面光源装置用導光体であって、
前記一次光源から発せられる光が入射する光入射端面及び導光された光が出射する光出射面及び該光出射面の反対側の裏面を有しており、
前記光出射面及び/または裏面には前記光入射端面を横切る方向に延在し且つ互いに平行に配列された複数のプリズム列が形成されており、
前記プリズム列のそれぞれの頂部は、その延在方向に関し少なくとも一部の領域で、断面形状において第1曲率半径をもつ第1部分と前記第1曲率半径より小さな第2曲率半径をもつ第2部分とを含んでなり、
前記第1部分の長さと前記第2部分の長さとの合計に対する前記第1部分の長さの比率が前記延在方向に関し変化する比率変化領域が存在することを特徴とする面光源装置用導光体。
A light source for a surface light source device that is used to configure a surface light source device in combination with a primary light source and guides light emitted from the primary light source,
A light incident end surface on which light emitted from the primary light source is incident, a light emitting surface from which the guided light is emitted, and a back surface opposite to the light emitting surface,
A plurality of prism rows extending in a direction crossing the light incident end face and arranged parallel to each other are formed on the light exit surface and / or the back surface,
Each apex of each of the prism rows has at least a partial region in the extending direction thereof, a first portion having a first radius of curvature in a cross-sectional shape and a second portion having a second radius of curvature smaller than the first radius of curvature. It comprises a door,
There is a ratio change region in which a ratio of the length of the first portion to the sum of the length of the first portion and the length of the second portion varies with respect to the extending direction. Light body.
前記比率変化領域において、前記プリズム列の高さが前記延在方向に関し変化することを特徴とする、請求項1に記載の面光源装置用導光体。The light guide for a surface light source device according to claim 1, wherein a height of the prism row changes in the extension direction in the ratio change region. 前記比率変化領域において、前記比率は前記延在方向に関し連続的に単調変化することを特徴とする、請求項1に記載の面光源装置用導光体。The light guide for a surface light source device according to claim 1, wherein in the ratio change region, the ratio changes monotonously continuously in the extending direction. 前記比率変化領域が複数設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の面光源装置用導光体。The light guide for a surface light source device according to claim 1, wherein a plurality of the ratio change regions are provided. 請求項1記載の面光源装置用導光体の光入射端面に対向して前記一次光源が配置されており、
更に、前記導光体の光出射面上に配置され、且つ前記導光体の光出射面から出射する光が入光する入光面及びその反対側の出光面を有する光偏向素子を備えていることを特徴とする面光源装置。
The primary light source is disposed so as to face the light incident end surface of the light guide for the surface light source device according to claim 1,
And a light deflection element disposed on the light exit surface of the light guide and having a light entrance surface on which light emitted from the light exit surface of the light guide enters and a light exit surface on the opposite side. A surface light source device.
請求項1に記載の面光源装置用導光体の前記複数のプリズム列が形成される面を転写形成する転写面を有する型部材の製造方法であって、
前記転写面を形成するに際して、前記プリズム列のそれぞれに対応するプリズム列対応部を、前記第1曲率半径の先端形状をもつ第1のバイトを用いて切削加工する第1工程と、前記第2曲率半径の先端形状をもつ第2のバイトを用いて切削加工する第2工程とを順次行って、形成することを特徴とする、型部材の製造方法
A method for producing a mold member having a transfer surface for transferring and forming a surface on which the plurality of prism rows of the light guide for a surface light source device according to claim 1 are formed,
In forming the transfer surface, the prism row corresponding unit corresponding to each of the prism rows, a first step of cutting with the first byte with the first radius of curvature of the tip shape, the second A method of manufacturing a mold member, wherein the second step of cutting using a second cutting tool having a tip having a radius of curvature is sequentially formed .
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