JP4505755B2 - Diffuser and surface light source device - Google Patents

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本発明は、拡散板及び面光源装置に関し、特に液晶表示パネル等のバックライトとして用いられる面光源装置と、当該面光源装置に用いられる拡散板に関する。   The present invention relates to a diffuser plate and a surface light source device, and more particularly to a surface light source device used as a backlight for a liquid crystal display panel and the like, and a diffuser plate used for the surface light source device.

面光源装置は、透過型液晶表示パネルのバックライト等として使用されている。液晶表示パネルは、各画素毎の光を透過させたり遮断したりすることによって画像を生成するものであるが、液晶表示パネル自体は自ら発光する機能を持たないので、バックライト用の面光源装置を必要とする。   The surface light source device is used as a backlight of a transmissive liquid crystal display panel. A liquid crystal display panel generates an image by transmitting or blocking light for each pixel, but the liquid crystal display panel itself does not have a function of emitting light, so a surface light source device for backlight Need.

図1は従来の面光源装置1の構造を示す分解斜視図、図2はその断面図である。この面光源装置1は、光を閉じ込めるための導光板2、発光部3、反射板4から構成されている。導光板2は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の屈折率の高い透明樹脂によって成形されており、その裏面には凹凸加工や拡散反射インクのドット印刷等によって拡散パターン5が形成されている。発光部3は、回路基板6の前面に発光ダイオード(LED)7を複数個実装したものであって、導光板2の側面(光入射側面8)に対向している。反射板4は、反射率の高い例えば白色樹脂シートによって形成されており、両面テープ9によって導光板2の下面に貼り付けられている。   FIG. 1 is an exploded perspective view showing the structure of a conventional surface light source device 1, and FIG. 2 is a sectional view thereof. The surface light source device 1 includes a light guide plate 2 for confining light, a light emitting unit 3, and a reflection plate 4. The light guide plate 2 is formed of a transparent resin having a high refractive index such as polycarbonate resin or methacrylic resin, and a diffusion pattern 5 is formed on the back surface thereof by concavo-convex processing or dot printing of diffuse reflection ink. The light emitting unit 3 has a plurality of light emitting diodes (LEDs) 7 mounted on the front surface of the circuit board 6, and faces the side surface (light incident side surface 8) of the light guide plate 2. The reflection plate 4 is formed of, for example, a white resin sheet having a high reflectance, and is attached to the lower surface of the light guide plate 2 with a double-sided tape 9.

しかして、この面光源装置1にあっては、図2に示すように、発光部3から出射され光入射側面8から導光板2の内部に導かれた光pは、導光板2の表面と裏面との間で全反射を繰り返すことにより、導光板2内に閉じ込められて発光部3から遠くなる方向へと伝搬していく。このようにして導光板2内を伝搬している光pは、導光板2の裏面へ入射して拡散パターン5で拡散反射されるが、このとき導光板2の表面(光出射面10)へ向けて全反射の臨界角よりも小さな角度で反射された光pは、光出射面10から導光板2の外部へ出射する。一方、導光板2下面の拡散パターン5が存在しない箇所を通過して導光板2の裏面から出た光pは、反射板4によって反射されて導光板2内部に戻り、再び導光板2内に閉じ込められる。よって、反射板4により導光板2裏面からの光量損失を防止される。   Therefore, in this surface light source device 1, as shown in FIG. 2, the light p emitted from the light emitting unit 3 and guided to the inside of the light guide plate 2 from the light incident side surface 8 is reflected on the surface of the light guide plate 2. By repeating total reflection with the back surface, the light is confined in the light guide plate 2 and propagates away from the light emitting unit 3. The light p propagating through the light guide plate 2 in this way enters the back surface of the light guide plate 2 and is diffusely reflected by the diffusion pattern 5. At this time, the light p propagates to the surface of the light guide plate 2 (light emitting surface 10). The light p reflected at an angle smaller than the critical angle of total reflection is emitted from the light emitting surface 10 to the outside of the light guide plate 2. On the other hand, the light p emitted from the back surface of the light guide plate 2 through a portion where the diffusion pattern 5 on the lower surface of the light guide plate 2 does not exist is reflected by the reflection plate 4 and returns to the inside of the light guide plate 2. Be trapped. Therefore, the light loss from the back surface of the light guide plate 2 is prevented by the reflection plate 4.

このようにして導光板2の光出射面10から出射される光は、屈折率の大きな媒質から屈折率の小さな媒質へと出射するので、図3に示すように光出射面10すれすれに出射される。以下、入射側面8の幅方向に沿ってx軸を定め、入射側面8に垂直な方向にy軸を定め、光出射面10に垂直な方向にz軸を定めるものとすると、光出射面10から出射される光は、ほぼy軸方向に延びた細長い指向性プロファイルの光となる。この状態では、光出射面10に垂直な方向(z軸方向)から見たとき、面光源装置1の光出射面10が暗く見える。そのため、一般には、図3に示すように、光出射面10の上に拡散度合いの比較的大きな拡散板11を配設し、光出射面10から出射された光を拡散板11で拡散させることにより、光の指向性プロファイルのピーク方向を光出射面10に垂直なz軸方向に向けている。   The light emitted from the light emitting surface 10 of the light guide plate 2 in this way is emitted from a medium having a large refractive index to a medium having a small refractive index, so that the light is emitted just past the light emitting surface 10 as shown in FIG. The Hereinafter, assuming that the x axis is defined along the width direction of the incident side surface 8, the y axis is defined in the direction perpendicular to the incident side surface 8, and the z axis is defined in the direction perpendicular to the light emitting surface 10, the light emitting surface 10. The light emitted from the light becomes light having an elongated directivity profile extending substantially in the y-axis direction. In this state, when viewed from the direction (z-axis direction) perpendicular to the light emitting surface 10, the light emitting surface 10 of the surface light source device 1 appears dark. Therefore, in general, as shown in FIG. 3, a diffusion plate 11 having a relatively large diffusion degree is disposed on the light emitting surface 10, and the light emitted from the light emitting surface 10 is diffused by the diffusion plate 11. Thus, the peak direction of the light directivity profile is oriented in the z-axis direction perpendicular to the light exit surface 10.

あるいは、図3の場合よりも強い指向性を必要とする場合には、図4に示すように、プリズムシート13を用いる。すなわち、導光板2の光出射面10の上にプリズムシート13を配設し、プリズムシート13の裏表にそれぞれ拡散板12、14を配設する。この場合は、光出射面10から出射された光は、拡散板12で拡散されて光の指向性の方向を垂直方向に近づけられた後、プリズムシート13によって垂直な方向に向けられ、さらに拡散板14で拡散されて光出射面10に垂直な方向へ出射される。ここで、拡散板12の働きは、プリズムシート13を通過した光がz軸方向を向くような角度で、プリズムシート13に光を入射させることにある。また、プリズムシート13を通過した光では、図4に示すように、斜め方向でほとんど光の出ない角度(光強度が最小となっている角度α)があり、この方向では液晶表示パネルの画像がほとんど見えなくなるので、光を拡散板14で拡散させることによって当該方向αにも光が分配されるようにし、z軸方向を中心とする広い範囲にわたって画像を見ることができるようにしている。さらに、拡散板12、14及びプリズムシート13は、導光板2の下面に形成されている拡散パターン5が正面から見えないようにする機能も有している。   Alternatively, when a higher directivity than that in the case of FIG. 3 is required, the prism sheet 13 is used as shown in FIG. That is, the prism sheet 13 is disposed on the light emitting surface 10 of the light guide plate 2, and the diffusion plates 12 and 14 are disposed on the front and back sides of the prism sheet 13, respectively. In this case, the light emitted from the light emitting surface 10 is diffused by the diffusion plate 12 and the directionality of the light is made closer to the vertical direction, and then directed to the vertical direction by the prism sheet 13 and further diffused. The light is diffused by the plate 14 and emitted in a direction perpendicular to the light emitting surface 10. Here, the function of the diffusion plate 12 is to make the light incident on the prism sheet 13 at an angle such that the light passing through the prism sheet 13 faces the z-axis direction. Further, as shown in FIG. 4, the light that has passed through the prism sheet 13 has an angle at which almost no light is emitted in an oblique direction (the angle α at which the light intensity is minimum). In this direction, the image of the liquid crystal display panel is displayed. Since the light is diffused by the diffusion plate 14, the light is also distributed in the direction α, so that an image can be seen over a wide range centering on the z-axis direction. Furthermore, the diffusion plates 12 and 14 and the prism sheet 13 also have a function of preventing the diffusion pattern 5 formed on the lower surface of the light guide plate 2 from being seen from the front.

上記のようなLEDを用いた面光源装置では、冷陰極管を用いた面光源装置に比べると、消費電力は大幅に低減する。しかし、LEDを用いた面光源装置は、その小型軽量性から、携帯電話やPDA(Personal Digital Assitance)等の携帯情報端末のように携帯性の強い商品に用いられており、これらの商品は携帯時の利便性を向上させるため電源の長寿命化が強く要請されており、低消費電力化が要求されている。従って、これらの商品に使用される面光源装置(バックライト)でも低消費電力化が強く望まれている。このため、面光源装置に用いられるLEDもより効率的なものが用いられており、発光素子の発光効率の向上に伴って使用される発光素子の数も減少してきている。   In the surface light source device using the LED as described above, the power consumption is significantly reduced as compared with the surface light source device using the cold cathode tube. However, surface light source devices using LEDs are used for products with high portability such as mobile information terminals such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assitance) because of their small size and light weight. In order to improve convenience at the time, there is a strong demand for a long life of the power supply, and a reduction in power consumption is required. Therefore, low power consumption is also strongly desired for surface light source devices (backlights) used in these products. For this reason, more efficient LED is used for the surface light source device, and the number of light emitting elements used is decreasing with the improvement of the light emitting efficiency of the light emitting elements.

しかしながら、複数個のLED7を一列に並べて線状光源化した発光部3を有する図1のような面光源装置1では、LED7の数を減らすと発光面(光出射面)が暗くなったり、輝度ムラが大きくなったりするので、LED7の数を減らすにも限界があり、消費電力の低減にも限度があった。   However, in the surface light source device 1 as shown in FIG. 1 having the light emitting unit 3 in which a plurality of LEDs 7 are arranged in a line to form a linear light source, if the number of LEDs 7 is reduced, the light emitting surface (light emitting surface) becomes darker or the luminance is increased. Since unevenness increases, there is a limit in reducing the number of LEDs 7, and there is a limit in reducing power consumption.

図5は数個(好ましくは、1個)のLED等の発光素子を1箇所に集めて点光源化した発光部23を有する面光源装置21である。この面光源装置21にあっては、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の屈折率の高い透明樹脂からなる導光板22の側面(光入射面22a)に対向させて点光源状の発光部23を配置している。導光板22の下面には、発光部23を中心とする同心円状をした円弧の上に多数の拡散パターン24が配列されている。各拡散パターン24は、導光板22の下面に断面円弧状に凹設されたものであって、発光部23を中心とする同心円状をした円弧の円周方向に沿って延びており、各拡散パターン24の反射面は、平面視で発光部23と当該拡散パターン24とを結ぶ方向(この方向をr軸方向とする。)と直交している。また、拡散パターン24は、発光部23から遠くなるに従ってパターン密度が次第に大きくなるように形成されている。   FIG. 5 shows a surface light source device 21 having a light emitting unit 23 in which several (preferably one) light emitting elements such as LEDs are gathered at one place to be a point light source. In this surface light source device 21, a point light source-like light emitting portion 23 is disposed so as to face a side surface (light incident surface 22 a) of a light guide plate 22 made of a transparent resin having a high refractive index such as polycarbonate resin or methacrylic resin. ing. On the lower surface of the light guide plate 22, a large number of diffusion patterns 24 are arranged on a concentric arc centered on the light emitting portion 23. Each diffusion pattern 24 is recessed on the lower surface of the light guide plate 22 in a circular arc shape and extends along the circumferential direction of a concentric circular arc centered on the light emitting portion 23. The reflection surface of the pattern 24 is orthogonal to the direction connecting the light emitting portion 23 and the diffusion pattern 24 (this direction is the r-axis direction) in plan view. Further, the diffusion pattern 24 is formed so that the pattern density gradually increases as the distance from the light emitting unit 23 increases.

この面光源装置21にあっても、発光部23を発光させると、発光部23から出射された光は光入射面22aから導光板22内に入り、導光板22の上面と下面とで全反射を繰り返しながら発光部23から遠い側へ伝搬していく。導光板22内を伝搬しながら、導光板22の下面で拡散パターン24により拡散反射された光は、導光板22の上面に全反射の臨界角よりも小さな入射角で入射すると、導光板22の上面(光出射面)から出射される。しかし、このような面光源装置21では、拡散パターン24により拡散反射される光は、zr平面内では拡散されるが、xy平面では拡散されず、z軸方向から見ると拡散パターン24で反射された後も直進する。このため、発光部23を中心とする任意の方位に出射される光量は拡散パターン24で拡散されても変化せず、導光板22内で各方位へ伝わる光量は発光部23から各方位へ出射される光量によって決まっている。従って、このような面光源装置21によれば、発光部23から導光板22内の各方位へ、その方向が導光板22を通過する距離に応じた光量の光を入射させることにより、光出射面全体を均一に光らせることができ、これを透過型の液晶表示パネルと組み合わせることにより、広い方向から見易い液晶表示装置を製作することができ、しかも、液晶表示装置の消費電力の節減にも寄与することができる。   Even in the surface light source device 21, when the light emitting unit 23 emits light, the light emitted from the light emitting unit 23 enters the light guide plate 22 from the light incident surface 22 a and is totally reflected by the upper and lower surfaces of the light guide plate 22. The light propagates farther from the light emitting unit 23 while repeating the above. The light diffused and reflected by the diffusion pattern 24 on the lower surface of the light guide plate 22 while propagating through the light guide plate 22 enters the upper surface of the light guide plate 22 at an incident angle smaller than the critical angle of total reflection. The light is emitted from the upper surface (light emission surface). However, in such a surface light source device 21, light diffusely reflected by the diffusion pattern 24 is diffused in the zr plane, but not diffused in the xy plane, and is reflected by the diffusion pattern 24 when viewed from the z-axis direction. Continue straight ahead. For this reason, the amount of light emitted in an arbitrary direction centered on the light emitting unit 23 does not change even when diffused by the diffusion pattern 24, and the amount of light transmitted to each direction within the light guide plate 22 is emitted from the light emitting unit 23 to each direction. It depends on the amount of light emitted. Therefore, according to such a surface light source device 21, light is emitted from the light emitting unit 23 by making light of a light amount corresponding to the distance that the direction passes through the light guide plate 22 enter each direction in the light guide plate 22. The entire surface can be illuminated uniformly, and by combining it with a transmissive liquid crystal display panel, it is possible to produce a liquid crystal display device that is easy to see from a wide range of directions, and also contributes to the reduction of power consumption of the liquid crystal display device. can do.

特開平11−84111号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-84111

ノートパソコン等のように複数人で同時に画面を見る可能性がある場合には、広い方向から画面が見えなければならず、出射光の指向性の広い面光源装置が必要となる。しかし、携帯電話に代表されるモバイル機器では、個人使用が前提であり、逆に、電車の中などで隣の人から見えないように指向性を狭くするほうが好ましい。特に、斜め方向には全く光を出射させないような面光源装置が望まれている。   When there is a possibility that a plurality of people can view the screen at the same time, such as a notebook computer, the screen must be seen from a wide direction, and a surface light source device with a wide directivity of the emitted light is required. However, mobile devices such as mobile phones are premised on personal use, and conversely, it is preferable to narrow the directivity so that it cannot be seen by neighboring people in a train or the like. In particular, a surface light source device that does not emit light in an oblique direction is desired.

また、斜め方向には全く光を出射させない方が、余分な出射光がなくなり、消費電力をより削減できる。あるいは、発光部の光を正面に集めて正面輝度を高くすることができ、いずれにしても面光源装置の効率(=輝度/消費電力)を高くすることができる。   Further, when no light is emitted in the oblique direction, there is no extra emitted light, and the power consumption can be further reduced. Or the light of a light emission part can be gathered in the front, and front brightness can be made high, and efficiency (= brightness / power consumption) of a surface light source device can be made high anyway.

しかしながら、第1の従来例のような面光源装置1のように拡散板を用いると、どうしても全方向に光が出射されてしまい、液晶表示装置から出射される光の範囲を狭くすることは困難であった。   However, if a diffusion plate is used as in the surface light source device 1 as in the first conventional example, light is inevitably emitted in all directions, and it is difficult to narrow the range of light emitted from the liquid crystal display device. Met.

また、第2の従来例のような面光源装置21では、発光部23から出射された光を導光板22内の全体に広げながら光の進む方向をそのまま導光板22に垂直な方向へ変換させて光出射面から出射させているだけであるので、特に光の指向角を狭くする工夫はなされていなかった。   Moreover, in the surface light source device 21 as in the second conventional example, the light traveling direction is directly converted into a direction perpendicular to the light guide plate 22 while spreading the light emitted from the light emitting unit 23 throughout the light guide plate 22. In other words, since the light is only emitted from the light exit surface, there has been no particular effort to narrow the light directivity angle.

また、第2の従来例のような面光源装置21にあっては、斜め上方から見たとき、図6に示すように発光部23を中心とする放射状の輝度ムラ(輝線)Rが部分的に見えていた。そのため、液晶表示装置等に用いた場合には、見る方向によっては当該輝度ムラRに妨げられて画像が見にくくなり、画像表示装置等の品質が低下するという問題があった。   In addition, in the surface light source device 21 as in the second conventional example, when viewed obliquely from above, radial luminance unevenness (bright line) R centering on the light emitting portion 23 is partially as shown in FIG. It was visible. For this reason, when used in a liquid crystal display device or the like, there is a problem that depending on the viewing direction, the luminance unevenness R prevents the image from being viewed and the quality of the image display device or the like is degraded.

本発明は上記の従来例の解決課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、点光源を用いた面光源装置に生じる放射状の輝度ムラを低減させることのできる拡散板を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a diffusion plate capable of reducing radial luminance unevenness generated in a surface light source device using a point light source. There is to do.

本発明にかかる第1の拡散板は、発光位置と定める点を中心とする同心円方向で表面形状が変化する一方向に長い複数の凹凸部分を表面に有し、各凹凸部分の短手方向が、前記点に対して同心円方向を向き、前記凹凸部分の長手方向における長さが前記表面の辺の長さに比べて短くて前記凹凸部分が前記点を中心とする放射方向で不連続に形成されていることを特徴としている。 The first diffusion plate according to the present invention has a plurality of concave and convex portions that are long in one direction whose surface shape changes in a concentric direction centering on a point determined as a light emitting position, and the short direction of each concave and convex portion is The concavity is directed concentrically with respect to the point, the length of the uneven portion in the longitudinal direction is shorter than the length of the side of the surface, and the uneven portion is formed discontinuously in the radial direction centered on the point. It is characterized by being.

本発明にかかる第1の拡散板にあっては、発光位置と定める点を中心とする同心円方向で表面形状が変化する一方向に長い複数の凹凸部分を表面に有し、各凹凸部分の短手方向が、前記点に対して同心円方向を向き、前記凹凸部分の長手方向における長さが前記表面の辺の長さに比べて短くて前記凹凸部分が前記点を中心とする放射方向で不連続に形成されているので、導光板の光出射面から出射される光の半値全幅の狭い方向が発光位置と定める点(すなわち、点光源の位置)に対して同心円方向を向いている場合には、当該導光板とこの拡散板とを組み合わせることにより、導光板から出射され拡散板を透過した光の方位による指向性(半値全幅)の差が小さくなる。この結果、この拡散板を用いた面光源装置では、放射状の輝度ムラが低減される。また、液晶表示パネルと当該面光源装置とを組み合わせた液晶表示装置では、正面側においては任意の方向から画面を見やすくなる。 In the first diffusion plate according to the present invention, the surface has a plurality of concave and convex portions that are long in one direction whose surface shape changes in a concentric direction centering on a point determined as the light emission position. The hand direction is concentric with respect to the point, the length of the uneven portion in the longitudinal direction is shorter than the length of the side of the surface, and the uneven portion is not in the radial direction centered on the point. Since it is formed continuously, the direction in which the full width at half maximum of the light emitted from the light exit surface of the light guide plate is oriented concentrically with respect to the point determined as the light emission position (that is, the position of the point light source) By combining the light guide plate and the diffuser plate, the difference in directivity (full width at half maximum) due to the direction of light emitted from the light guide plate and transmitted through the diffuser plate is reduced. As a result, in the surface light source device using this diffusing plate, radial luminance unevenness is reduced. Further, in the liquid crystal display device in which the liquid crystal display panel and the surface light source device are combined, it is easy to see the screen from an arbitrary direction on the front side.

本発明にかかる第2の拡散板は、発光位置と定める点を中心として同心円状に区画された複数の輪帯状の領域と、それぞれの前記領域内において前記点を中心とする同心円方向で表面形状が変化し、かつ、一定の周期で同心円方向に配列された複数の凹凸部分からなる凹凸パターンとを表面に有し、隣接する前記輪帯状の領域どうしでは前記凹凸パターンの周期が異なることを特徴としている。 The second diffusion plate according to the present invention includes a plurality of ring-shaped regions concentrically divided around a point determined as a light emission position, and a surface shape in a concentric direction centering on the point in each of the regions. And has a concavo-convex pattern consisting of a plurality of concavo-convex portions arranged in a concentric direction at a constant period on the surface, and the period of the concavo-convex pattern is different between adjacent ring-shaped regions. It is said.

本発明にかかる第2の拡散板にあっては、発光位置と定める点を中心として同心円状に区画された複数の輪帯状の領域を有し、それぞれの輪帯状の領域内に形成された凹凸部分は発光位置と定めた点を中心とする同心円方向で表面形状が変化しているので、導光板の光出射面から出射される光の半値全幅の狭い方向が所定の1点(例えば点光源の位置)に対して同心円方向を向いている場合には、当該導光板とこの拡散板とを組み合わせることにより、導光板から出射され拡散板を透過した光の方位による指向性(半値全幅)の差が小さくなる。この結果、この拡散板を用いた面光源装置では、放射状の輝度ムラが低減される。また、液晶表示パネルと当該面光源装置とを組み合わせた液晶表示装置では、正面側においては任意の方向から画面を見やすくなる。
さらに、隣接する前記輪帯状の領域どうしでは凹凸パターンの周期が異なっているので、凹凸パターンによって小さなモアレ縞を発生させることができ、それによって各領域間で大きな周期のモアレ縞が生じるのを防ぐことができる。
また、本発明にかかる第2の拡散板においては、前記凹凸パターンの断面形状が断面波状、三角波状、台形、シリンドリカルレンズ状であってもよい。
The second diffuser plate according to the present invention has a plurality of annular zones concentrically centered around a point defined as the light emitting position, and the irregularities formed in each annular zone. Since the surface shape changes in a concentric direction centering on a point determined as the light emitting position, the direction in which the full width at half maximum of the light emitted from the light emitting surface of the light guide plate is narrow is a predetermined one point (for example, a point light source) If the light guide plate and this diffuser plate are combined, the directivity (full width at half maximum) due to the direction of the light emitted from the light guide plate and transmitted through the diffuser plate can be reduced. The difference becomes smaller. As a result, in the surface light source device using this diffusing plate, radial luminance unevenness is reduced. Further, in the liquid crystal display device in which the liquid crystal display panel and the surface light source device are combined, it is easy to see the screen from an arbitrary direction on the front side.
Furthermore, since the period of the concavo-convex pattern is different between adjacent ring-shaped areas, small moiré fringes can be generated by the concavo-convex pattern, thereby preventing the generation of large moiré fringes between the areas. be able to.
In the second diffusing plate according to the present invention, the concavo-convex pattern may have a cross-sectional wave shape, a triangular wave shape, a trapezoidal shape, or a cylindrical lens shape.

本発明にかかる面光源装置は、点光源と、前記点光源から導入した光を面状に広げて光出射面から出射させる導光板と、前記導光板の光出射面に対向させて配置された本発明にかかる拡散板とからなることを特徴としている。かかる面光源装置によれば、導光板から出射され拡散板を透過した光の方位による指向性(半値全幅)の差を小さくすることが可能になるので、放射状の輝度ムラを低減することが可能になる。また、液晶表示パネルと当該面光源装置とを組み合わせた液晶表示装置では、正面側においては任意の方向から画面を見やすくできる。 The surface light source device according to the present invention is arranged to face a point light source, a light guide plate that spreads light introduced from the point light source into a planar shape and emits the light from the light exit surface, and a light exit surface of the light guide plate. It is characterized by comprising the diffusion plate according to the present invention . According to such a surface light source device, it becomes possible to reduce the difference in directivity (full width at half maximum) due to the direction of light emitted from the light guide plate and transmitted through the diffuser plate, so that radial luminance unevenness can be reduced. become. Further, in a liquid crystal display device in which a liquid crystal display panel and the surface light source device are combined, the screen can be easily viewed from an arbitrary direction on the front side.

なお、この発明の以上説明した構成要素は、可能な限り組み合わせることができる。   It should be noted that the above-described components of the present invention can be combined as much as possible.

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(第1の実施形態)
図7は本発明の第1の実施形態による面光源装置31の構造を示す分解斜視図であり、図8はその概略断面図である。この面光源装置31は、主として導光板32、発光部33、反射板34、拡散プリズムシート35からなる。導光板32は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の透明樹脂によって四角平板状に形成されており、裏面には光拡散パターン36が設けられている。また、導光板32のコーナー部の一箇所には、平面視でコーナー部を斜めにカットすることによって光入射面37が形成されている。
(First embodiment)
FIG. 7 is an exploded perspective view showing the structure of the surface light source device 31 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a schematic sectional view thereof. The surface light source device 31 mainly includes a light guide plate 32, a light emitting unit 33, a reflection plate 34, and a diffusion prism sheet 35. The light guide plate 32 is formed in a rectangular flat plate shape using a transparent resin such as polycarbonate resin or methacrylic resin, and a light diffusion pattern 36 is provided on the back surface. A light incident surface 37 is formed at one corner portion of the light guide plate 32 by cutting the corner portion obliquely in plan view.

発光部33は、図示しないが、1個ないし数個のLEDを透明なモールド樹脂中に封止し、モールド樹脂の正面以外の面を白色樹脂で覆ったものであり、LEDから出射された光は、直接に、あるいはモールド樹脂と白色樹脂との界面で反射した後、発光部33の前面から出射される。この発光部33は、その前面が導光板32の光入射面37と対向する位置に配置されている。   Although not shown in the drawings, the light emitting unit 33 is one in which one or several LEDs are sealed in a transparent mold resin, and a surface other than the front surface of the mold resin is covered with a white resin. Is emitted from the front surface of the light emitting section 33 directly or after being reflected at the interface between the mold resin and the white resin. The light emitting unit 33 is disposed at a position where the front surface thereof faces the light incident surface 37 of the light guide plate 32.

導光板32に形成されている光拡散パターン36の配列を図9に示す。本発明の実施形態の説明においては、導光板32の表面に垂直な方向にz軸を定め、光入射面37に隣接する2辺に平行な方向にそれぞれx軸及びy軸を定めるものとする。また、任意の方向に伝搬する光を考える際や任意の光拡散パターン36における反射を考える場合には、伝搬する光線を含み導光板32に垂直な面内で導光板32の表面に平行な方向にr軸を定め、あるいは、発光部33と当該光拡散パターン36とを結ぶ方向を含み導光板32に垂直な面内で導光板32の表面に平行な方向にr軸を定めるものとする。さらに、x軸とr軸とのなす角度をθとする。   An arrangement of the light diffusion patterns 36 formed on the light guide plate 32 is shown in FIG. In the description of the embodiment of the present invention, the z-axis is defined in a direction perpendicular to the surface of the light guide plate 32, and the x-axis and the y-axis are defined in directions parallel to two sides adjacent to the light incident surface 37, respectively. . Further, when considering light propagating in an arbitrary direction or considering reflection at an arbitrary light diffusion pattern 36, a direction parallel to the surface of the light guide plate 32 within a plane that includes the propagating light beam and is perpendicular to the light guide plate 32 It is also assumed that the r axis is defined in the direction parallel to the surface of the light guide plate 32 in a plane perpendicular to the light guide plate 32 including the direction connecting the light emitting portion 33 and the light diffusion pattern 36. Further, an angle formed by the x axis and the r axis is θ.

導光板32の下面に形成されている光拡散パターン36は、発光部33(特に、内部のLED)を中心とする同心円状をした円弧の上に配列されており、各光拡散パターン36は導光板22の裏面を非対称な断面三角形状に凹設することによって直線状に形成されている。この断面三角形状をした光拡散パターン36における、発光部33に近い側の斜面の傾斜角としては、20°以内が望ましい。また、各光拡散パターン36は、発光部33を中心とする円弧の円周方向に沿って直線状に広がっており、各光拡散パターン36の反射面は、平面視で(z軸方向から見て)発光部33と当該光拡散パターン36とを結ぶ方向(r軸方向)と直交している。また、光拡散パターン36は、発光部33から遠くなるに従ってパターン密度が次第に大きくなるように形成されている。ただし、発光部23の近傍では、拡散パターン24のパターン密度はほぼ均一になっていても差し支えない。なお、導光板22の光入射面37には、発光部33から導光板32内に入る光の配向パターンを制御するために、レンズやプリズム等からなる光学素子44が形成されていてもよい。   The light diffusion patterns 36 formed on the lower surface of the light guide plate 32 are arranged on a concentric arc centering on the light emitting portion 33 (particularly, the internal LED), and each light diffusion pattern 36 is guided. The optical plate 22 is formed in a straight line by recessing the back surface of the asymmetrical triangular cross section. In the light diffusion pattern 36 having a triangular cross section, the inclination angle of the slope closer to the light emitting portion 33 is preferably within 20 °. Each light diffusion pattern 36 extends linearly along the circumferential direction of the arc centered on the light emitting portion 33, and the reflection surface of each light diffusion pattern 36 is viewed in plan view (viewed from the z-axis direction). And perpendicular to the direction (r-axis direction) connecting the light emitting portion 33 and the light diffusion pattern 36. The light diffusion pattern 36 is formed so that the pattern density gradually increases as the distance from the light emitting unit 33 increases. However, in the vicinity of the light emitting portion 23, the pattern density of the diffusion pattern 24 may be substantially uniform. The light incident surface 37 of the light guide plate 22 may be formed with an optical element 44 such as a lens or a prism in order to control the alignment pattern of light entering the light guide plate 32 from the light emitting unit 33.

反射板34は、表面にAgメッキによる鏡面加工を施されたものであり、導光板22の裏面全体に対向するように配置されている。   The reflecting plate 34 has a surface subjected to mirror finishing by Ag plating, and is disposed so as to face the entire back surface of the light guide plate 22.

拡散プリズムシート35は、透明なプラスチックシート38の表面に透明な凹凸拡散板39を形成し、プラスチックシート38の裏面に透明なプリズムシート40を形成したものである。凹凸拡散板39及びプリズムシート40は、プラスチックシート38の上面に紫外線硬化樹脂を滴下し、スタンパで紫外線硬化樹脂を押圧してスタンパとプラスチックシート38の間に紫外線硬化型樹脂を押し広げた後、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させること(Photo Polymerization 法)によって形成されている。   The diffusion prism sheet 35 is obtained by forming a transparent uneven diffusion plate 39 on the surface of a transparent plastic sheet 38 and forming a transparent prism sheet 40 on the back surface of the plastic sheet 38. The uneven diffusion plate 39 and the prism sheet 40 are obtained by dropping an ultraviolet curable resin on the upper surface of the plastic sheet 38 and pressing the ultraviolet curable resin with a stamper to spread the ultraviolet curable resin between the stamper and the plastic sheet 38. It is formed by irradiating an ultraviolet curable resin with ultraviolet rays and curing it (Photo Polymerization method).

図10(a)(b)(c)は上記凹凸拡散板39の構造を説明するための説明図である。凹凸拡散板39は、図10(a)に示すように繰り返しパターン41をほぼ隙間無く左右上下に周期的に配列したものである。また、図10(b)に示すように、繰り返しパターン41は、図10(c)のような頂点が鈍った円錐形状をした凸部42をほぼ隙間無くランダムに並べたものである。1つの繰り返しパターン41の縦方向及び横方向の幅H、Wは、モアレ縞を防止するために液晶表示パネルの画素のサイズよりも大きくなっており、いずれも好ましくは100μm以上1mm以下としている。また、繰り返しパターン41を構成する凸部42の寸法は不揃いであって、外径Dが5μm以上30μm以下(特に、10μm程度のものが好ましい。)のものが望ましい。   FIGS. 10A, 10B and 10C are explanatory views for explaining the structure of the uneven diffusion plate 39. FIG. As shown in FIG. 10A, the uneven diffusion plate 39 is a pattern in which repeated patterns 41 are arranged periodically in the horizontal and vertical directions with almost no gap. Further, as shown in FIG. 10B, the repetitive pattern 41 is a pattern in which convex portions 42 having a conical shape with blunt apexes as shown in FIG. The vertical and horizontal widths H and W of one repeating pattern 41 are larger than the pixel size of the liquid crystal display panel in order to prevent moire fringes, and both are preferably 100 μm or more and 1 mm or less. Further, it is desirable that the convex portions 42 constituting the repetitive pattern 41 have irregular dimensions and have an outer diameter D of 5 μm or more and 30 μm or less (particularly, about 10 μm is preferable).

この凹凸拡散板39は、拡散特性が特殊であるため、パターンの凹凸形状を正確に制御しなければならない。その場合、1つの凹凸パターンを周期的に配列するようにすれば、すべての凹凸パターンが同じ形状になるので、すべての凹凸パターンを同じように作製できて正確な凹凸形状ができる。しかし、このような方法では、液晶表示装置の画面にモアレ縞が発生したり、画素が目立ったりし易くなる。逆に、凹凸パターンをランダムに配置しようとすれば、凹凸パターンの形状やサイズを1個1個変化させなければならず、正確な形状を作製するのが困難になる。また、場所によって凹凸拡散板の特性が変化する恐れがある。そのため本発明の凹凸拡散板39では、ランダムな形状や寸法を有する凸部42をランダムに配置させて繰り返しパターン41を構成し、この繰り返しパターン41を周期的に配列することにより、モアレ縞等の発生を抑制しつつ凹凸拡散板39のパターン製作を容易にしている。   Since the uneven diffusion plate 39 has a special diffusion characteristic, the uneven shape of the pattern must be accurately controlled. In that case, if one uneven pattern is arranged periodically, all the uneven patterns have the same shape, so that all the uneven patterns can be produced in the same way and an accurate uneven shape can be formed. However, in such a method, moire fringes are generated on the screen of the liquid crystal display device, and pixels are easily noticeable. On the other hand, if the concave / convex pattern is to be arranged at random, the shape and size of the concave / convex pattern must be changed one by one, making it difficult to produce an accurate shape. In addition, the characteristics of the uneven diffusion plate may change depending on the location. Therefore, in the uneven diffusion plate 39 of the present invention, a convex pattern 42 having a random shape and size is randomly arranged to form a repetitive pattern 41, and the repetitive pattern 41 is periodically arranged to obtain moire fringes and the like. The pattern production of the uneven diffusion plate 39 is facilitated while suppressing the generation.

図11は上記プリズムシート40の構造を示す裏面側からの斜視図である。プリズムシート40は、断面が左右非対称な三角形をした円弧状プリズム43(図11では、円弧状プリズム43は誇張して大きく描いている。)を同心円状に配列したものであり、各円弧状プリズム43は発光部33のLEDの配置される位置を中心として円弧状に形成されている。   FIG. 11 is a perspective view showing the structure of the prism sheet 40 from the back side. The prism sheet 40 is formed by concentrically arranging arcuate prisms 43 (amplitude prisms 43 are exaggeratedly drawn in FIG. 11) having a triangular asymmetric cross section. 43 is formed in an arc shape around the position where the LED of the light emitting unit 33 is arranged.

なお、凹凸拡散板39とプリズムシート40は、この実施形態のように一体に形成されている必要はなく、別々に形成されていて、隙間をおいて配設されていてもよい。もっとも、この実施形態のようにプラスチックシート38に一体に形成されている方が、全体としての厚みが薄くなり、コストも安価になる利点がある。   The uneven diffusion plate 39 and the prism sheet 40 do not need to be integrally formed as in this embodiment, and may be formed separately and arranged with a gap therebetween. However, as in this embodiment, the one formed integrally with the plastic sheet 38 is advantageous in that the overall thickness is reduced and the cost is reduced.

次に、この面光源装置31における光pの挙動を図12、図13(a)(b)により説明する。図12は、導光板32の斜め上方から見たときの光の挙動を示す図、図13(a)は導光板32の断面(zr平面)における光の挙動を説明する図、図13(b)は図13(a)のX部拡大図である。発光部33から出射された光pは、光入射面37から導光板32内に入光する。光入射面37から導光板32に入射した光pは、導光板32内で放射状に広がって進むが、このとき導光板32内で広がる光pの各方位の光量は各方位における導光板32の面積に比例するようにして、光入射面37に設けられた光学素子44を設計しておくのが望ましい。具体的にいうと、図14に示すように、導光板32の側辺(x軸方向の側辺)からθの任意の方向に位置する広がりΔθの範囲内に出射される光量は、この範囲Δθに含まれる導光板面積(図14で斜線を施して示した領域の面積)に比例するようにしておくことが望ましく、これによって各方位における面光源装置31の輝度分布を均一にすることができる。   Next, the behavior of the light p in the surface light source device 31 will be described with reference to FIGS. 12 and 13A and 13B. 12 is a diagram showing the behavior of light when viewed from obliquely above the light guide plate 32, FIG. 13A is a diagram for explaining the behavior of light in the cross section (zr plane) of the light guide plate 32, and FIG. ) Is an enlarged view of a portion X in FIG. The light p emitted from the light emitting unit 33 enters the light guide plate 32 from the light incident surface 37. The light p incident on the light guide plate 32 from the light incident surface 37 spreads radially in the light guide plate 32. At this time, the amount of light in each direction of the light p spreading in the light guide plate 32 is the light amount of the light guide plate 32 in each direction. It is desirable to design the optical element 44 provided on the light incident surface 37 so as to be proportional to the area. Specifically, as shown in FIG. 14, the amount of light emitted from the side of the light guide plate 32 (side in the x-axis direction) within the range of the spread Δθ located in any direction of θ is within this range. It is desirable to be proportional to the area of the light guide plate included in Δθ (the area of the area shown by hatching in FIG. 14), thereby making the luminance distribution of the surface light source device 31 in each direction uniform. it can.

導光板32内に入射した光pは、導光板32の上面と下面とで全反射を繰り返しながら導光板32内を発光部33から遠ざかる方向(r軸方向)へ進んでいく。導光板32の下面に入射する光pは、断面三角形状をした光拡散パターン36で反射する度に導光板32の上面(光出射面45)への入射角γが小さくなり、光出射面45に全反射の臨界角よりも小さな入射角γで入射した光pは、光出射面45を透過して光出射面45に沿って導光板32の外部へ出射される。いずれの光拡散パターン36も、発光部33と各光拡散パターン36を結ぶ方向と直交するように配置されているので、導光板32内を伝搬している光pが光拡散パターン36で拡散されても、その光pは発光部33と当該光拡散パターン36とを結ぶ方向を含む導光板32に垂直な平面(zr平面)内では拡散されるが、導光板32の平面(xy平面)内では拡散されることなく直進する。   The light p incident on the light guide plate 32 travels in the direction away from the light emitting unit 33 (r-axis direction) while repeating total reflection on the upper and lower surfaces of the light guide plate 32. Each time the light p incident on the lower surface of the light guide plate 32 is reflected by the light diffusion pattern 36 having a triangular cross section, the incident angle γ to the upper surface (light output surface 45) of the light guide plate 32 becomes smaller. Then, the light p incident at an incident angle γ smaller than the critical angle of total reflection passes through the light exit surface 45 and is emitted to the outside of the light guide plate 32 along the light exit surface 45. Since all the light diffusion patterns 36 are arranged so as to be orthogonal to the direction connecting the light emitting portion 33 and each light diffusion pattern 36, the light p propagating in the light guide plate 32 is diffused by the light diffusion pattern 36. However, the light p is diffused in a plane (zr plane) perpendicular to the light guide plate 32 including the direction connecting the light emitting portion 33 and the light diffusion pattern 36, but in the plane (xy plane) of the light guide plate 32. Then go straight without spreading.

一方、導光板32の下面で反射されることなく下面を透過した光pは、導光板32の下面に対向している反射板34で正反射されて導光板32内に戻り、再び導光板32内を伝搬する。   On the other hand, the light p transmitted through the lower surface without being reflected by the lower surface of the light guide plate 32 is regularly reflected by the reflection plate 34 facing the lower surface of the light guide plate 32 and returns to the light guide plate 32. Propagate inside.

この結果、導光板32の光出射面45から出射される光の範囲はかなり制限されることになり、断面三角形状をした光拡散パターン36の傾斜角βが例えば12°であれば、光出射面45に垂直なzr平面における光の出射方向φは45°〜90°程度になる。   As a result, the range of light emitted from the light emitting surface 45 of the light guide plate 32 is considerably limited. If the inclination angle β of the light diffusion pattern 36 having a triangular cross section is 12 °, for example, the light emission The light emission direction φ in the zr plane perpendicular to the surface 45 is about 45 ° to 90 °.

このように導光板32の光出射面45から出射される光は、θ方向には広がらず、またφ方向における指向角Δφも制限されるので、かなり狭い指向性を有する光となる。このようにして、光出射面45に沿って出射される広がりが小さくて指向性の強い光は、拡散プリズムシート35のプリズムシート40を透過することによって光出射面45に垂直な方向へ曲げられ、ついで拡散プリズムシート35の凹凸拡散板39によって拡散させられ、指向性を広げられる。   In this way, the light emitted from the light emitting surface 45 of the light guide plate 32 does not spread in the θ direction, and the directivity angle Δφ in the φ direction is limited, so that the light has a fairly narrow directivity. In this way, light having a small spread and strong directivity emitted along the light exit surface 45 is bent in a direction perpendicular to the light exit surface 45 by passing through the prism sheet 40 of the diffusion prism sheet 35. Then, it is diffused by the uneven diffusion plate 39 of the diffusion prism sheet 35, and the directivity is expanded.

つぎに、拡散プリズムシート35の働きを説明する。まず、比較のため、拡散プリズムシート35を用いることなく、光出射面に垂直な方向へ光を出射させる場合を考える。拡散プリズムシート35を用いることなく光を垂直に出射させるためには、導光板の光拡散パターンにより光を垂直方向へ出射させなければならない。光拡散パターンによって光を垂直に出射させるためには、図15に示すように、光拡散パターン36Aの斜面の傾斜角を大きくする必要があり、発光部33に近い側の斜面の傾斜角βは50°になり、発光部33から遠い側の斜面の傾斜角ρは85°となる。図16は図15のような光拡散パターン36Aを形成された導光板32Aを用いた場合の、zr平面における指向性を示す図であって、横軸はzr平面内でz軸から測った角度φを示し、縦軸が光強度を表している。図16から分かるように、この場合の指向性は発光部33に近い側(φ<0)と発光部33から遠い側(φ>0)とで非対称となっており、発光部33から遠い側でかなりブロードになっている。ちなみに、強度がピーク値の半分になる角度φ(半値幅)は、光源に近い側では約−13°であるのに対し、光源から遠い側では約26°となっている。なお、zr平面に垂直でz軸に平行な平面内における光強度の半値幅は約5°である(図18参照)。   Next, the function of the diffusion prism sheet 35 will be described. First, for comparison, let us consider a case where light is emitted in a direction perpendicular to the light emission surface without using the diffusion prism sheet 35. In order to emit light vertically without using the diffusion prism sheet 35, the light must be emitted in the vertical direction by the light diffusion pattern of the light guide plate. In order to emit light vertically by the light diffusion pattern, as shown in FIG. 15, it is necessary to increase the inclination angle of the slope of the light diffusion pattern 36A, and the inclination angle β of the slope closer to the light emitting portion 33 is The inclination angle ρ of the slope on the side far from the light emitting portion 33 is 85 °. FIG. 16 is a diagram showing the directivity in the zr plane when the light guide plate 32A having the light diffusion pattern 36A as shown in FIG. 15 is used, and the horizontal axis is an angle measured from the z axis in the zr plane. φ indicates the light intensity. As can be seen from FIG. 16, the directivity in this case is asymmetric between the side closer to the light emitting unit 33 (φ <0) and the side farther from the light emitting unit 33 (φ> 0), and the side farther from the light emitting unit 33. It ’s pretty broad. Incidentally, the angle φ (half-value width) at which the intensity becomes half of the peak value is about −13 ° on the side closer to the light source, and is about 26 ° on the side far from the light source. The half-value width of light intensity in a plane perpendicular to the zr plane and parallel to the z-axis is about 5 ° (see FIG. 18).

図17は図16のような指向性を持つ光を表している。図17に示すように、光出射面45Aから出射した光(斜線を施した領域は光の出射される領域を表わしている。以下同様。)は、φ方向ではΔφの範囲に広がっており、ω方向ではΔωの範囲に広がっており(zr平面に垂直でz軸を含む平面zθ平面内において、z軸となす角度をωとし、ω方向における光の指向角をΔωとする。)、φ方向の指向角Δφはω方向の指向角Δωに比較してかなり広くなっている。しかも、図17に示すように、導光板32A内をr1方向に伝搬した後に光出射面45Aから出射した光と、導光板32A内をr2方向に伝搬した後に光出射面45Aから出射した光とでは、広い指向角Δφの方向が異なっている。そのため、点Pの方向から面光源装置を見ると、導光板32A内をr1方向に伝搬していた光は見えるが、r2方向に伝搬していた光は見えず、導光板32Aに図6のような放射状の輝度ムラRが見えることになる。   FIG. 17 shows light having directivity as shown in FIG. As shown in FIG. 17, the light emitted from the light emitting surface 45A (the hatched area represents the light emitting area. The same applies hereinafter) extends in the range of Δφ in the φ direction. In the ω direction, it extends in the range of Δω (in the plane zθ plane perpendicular to the zr plane and including the z axis, the angle formed with the z axis is ω, and the directivity angle of light in the ω direction is Δω), φ The directivity angle Δφ in the direction is considerably wider than the directivity angle Δω in the ω direction. Moreover, as shown in FIG. 17, the light emitted from the light exit surface 45A after propagating in the light guide plate 32A in the r1 direction, and the light emitted from the light exit surface 45A after propagating in the light guide plate 32A in the r2 direction Then, the direction of the wide directivity angle Δφ is different. Therefore, when the surface light source device is viewed from the direction of the point P, the light propagating in the r1 direction can be seen in the light guide plate 32A, but the light propagating in the r2 direction cannot be seen, and the light guide plate 32A is shown in FIG. Such radial luminance unevenness R can be seen.

なお、図15のような比較例の導光板32Aの上に拡散板を置いても、放射状の輝度ムラが消えることはなかった。また、このような導光板32Aでは、φ=±10°の範囲内に含まれる光量は全体の約30%となっており、放射状の輝度ムラを和らげるために、この導光板32A上に拡散板をおくと、急激に光出射効率が低下した。   Even when a diffusion plate was placed on the light guide plate 32A of the comparative example as shown in FIG. 15, the radial luminance unevenness did not disappear. Further, in such a light guide plate 32A, the amount of light included in the range of φ = ± 10 ° is about 30% of the whole, and in order to reduce radial luminance unevenness, a diffusion plate is provided on the light guide plate 32A. As a result, the light emission efficiency suddenly decreased.

これに対し、導光板32の上にプリズムシート40を置く場合には、光拡散パターン36によって光を垂直方向へ出射させる必要はなく、光出射面45に沿って出射された光をプリズムシート40によって垂直な方向へ曲げることになる。図18は導光板32の上に置かれたプリズムシート40を透過した光のω方向の指向性とφ方向の指向性とを示す図であって、いずれも対称なプロファイルを示している。図18から分かるように光強度がピーク値の半分となる角度(半値幅)は、ω方向では約5°であるのに対し、φ方向では約15°となっており、プリズムシートを用いない比較例と比べてφ方向の光の指向角Δφが狭くなっている。   On the other hand, when the prism sheet 40 is placed on the light guide plate 32, it is not necessary to emit light in the vertical direction by the light diffusion pattern 36, and the light emitted along the light emitting surface 45 is emitted from the prism sheet 40. Will be bent in the vertical direction. FIG. 18 is a diagram showing the directivity in the ω direction and the directivity in the φ direction of light transmitted through the prism sheet 40 placed on the light guide plate 32, and both show symmetrical profiles. As can be seen from FIG. 18, the angle at which the light intensity becomes half of the peak value (half-value width) is about 5 ° in the ω direction, and about 15 ° in the φ direction, and no prism sheet is used. Compared with the comparative example, the light directivity angle Δφ in the φ direction is narrower.

このように、発光部33を中心とする円弧状プリズム43からなるプリズムシート40を用いると、図19に示すように、プリズムシート40を通過した光の指向性は、ω方向では変化がないが、φ方向では光が集められて、φ方向の指向性が狭くなる。よって、ω方向の指向角Δωとφ方向の指向角Δφとの差Δφ−Δωが小さくなり、放射状の輝度ムラが低減されることになる。   As described above, when the prism sheet 40 composed of the arc-shaped prism 43 centering on the light emitting unit 33 is used, the directivity of light passing through the prism sheet 40 does not change in the ω direction as shown in FIG. In the φ direction, light is collected and the directivity in the φ direction is narrowed. Therefore, the difference Δφ−Δω between the directivity angle Δω in the ω direction and the directivity angle Δφ in the φ direction becomes small, and radial luminance unevenness is reduced.

しかし、実際には、プリズムシート40のみでは、ω方向の指向性とφ方向の指向性との差を十分に小さくすることができず(ω方向の半値全幅が10°、φ方向の半値全幅が30°であるから、半値全幅で20°の差がある。)、放射状の輝度ムラが低減されたとはいっても、まだ輝度ムラが強く見えている。また、ω方向における光の広がり(半値幅)は5°程度と狭く、ω方向でもっと光を広げてやらないと、一般的な用途には使用できない。   However, in actuality, the prism sheet 40 alone cannot sufficiently reduce the difference between the directivity in the ω direction and the directivity in the φ direction (the full width at half maximum in the ω direction is 10 °, and the full width at half maximum in the φ direction). Is 30 °, and there is a difference of 20 ° in the full width at half maximum.) Even though the radial luminance unevenness is reduced, the luminance unevenness still appears strong. Further, the spread of light in the ω direction (half-value width) is as narrow as about 5 °, and it cannot be used for general purposes unless the light is further spread in the ω direction.

図20に示すように、冷陰極管や図1の発光部3のような線状光源33Bを用いた面光源装置31Bにおいては、導光板32B表面に沿って光を出射させ、これをプリズムシート40Bで垂直方向へ偏向させる方式のものが提案されている(例えば、特開平11−84111号公報等)。この場合、プリズムシート40Bのプリズム43Bが伸びている方向は線状光源33Bと平行であり、図21に示すように、プリズム43Bと平行なx軸方向における指向角Δφxは、プリズム43Bと直交するy軸方向における指向角Δφyに比べてかなり広くなっており、指向角の異方性が大きかった。しかし、このような面光源装置31Bでは、指向角の異方性の方向が光出射面45B上の位置によって変化しないので、放射状の輝度ムラは発生していなかった。   As shown in FIG. 20, in a surface light source device 31B using a linear light source 33B such as a cold cathode tube or a light emitting unit 3 in FIG. 1, light is emitted along the surface of the light guide plate 32B, and this is used as a prism sheet. A method of deflecting in the vertical direction at 40B has been proposed (for example, JP-A-11-84111). In this case, the direction in which the prism 43B of the prism sheet 40B extends is parallel to the linear light source 33B, and as shown in FIG. 21, the directivity angle Δφx in the x-axis direction parallel to the prism 43B is orthogonal to the prism 43B. It was considerably wider than the directivity angle Δφy in the y-axis direction, and the directivity angle anisotropy was large. However, in such a surface light source device 31B, since the direction of anisotropy of the directivity angle does not change depending on the position on the light emitting surface 45B, no radial luminance unevenness has occurred.

これに対し、本発明の面光源装置31では、点光源状の発光部33から放射状に出射された光を、導光板32の下面に同心円状に形成された光拡散パターン36で拡散反射させることによって光出射面45から出射させるので、光出射面45上の位置によって出射光の指向性異方性が異なり、放射状の輝度ムラが発生する。すなわち、放射状の輝度ムラは、点光源状の発光部33と同心円状の光拡散パターン36を有する面光源装置に特有の課題であり、本発明はかかる輝度ムラを改善しようとするものである。   On the other hand, in the surface light source device 31 of the present invention, the light emitted radially from the light source 33 having the point light source shape is diffusely reflected by the light diffusion pattern 36 formed concentrically on the lower surface of the light guide plate 32. Therefore, the directivity anisotropy of the emitted light differs depending on the position on the light emitting surface 45, and radial luminance unevenness occurs. That is, the radial luminance unevenness is a problem peculiar to the surface light source device having the point light source-like light emitting portion 33 and the concentric light diffusion pattern 36, and the present invention intends to improve such luminance unevenness.

また、図20に示した面光源装置31Bでは、プリズムシート40Bのプリズム長さ方向(x軸方向)で光の指向性が広くなっているのに対し、本発明の面光源装置31では、プリズムシート40のプリズム長さ方向(θ方向)で光の指向性が狭くなっており、面光源装置31Bとは全く逆になっている。つまり、本発明の方式では、光の指向性をプリズム長さ方向で広げ、これと垂直な方向で狭くする必要があるが、こうすると、図20の面光源装置31Bでは余計に指向角の異方性が大きくなり、プリズム長さ方向では余分な光が増加し、これに垂直な方向では必要な視野角がとれないという全く逆の結果となる。このように本発明は独自の方式の面光源装置に発生する問題を解決しようとするものである。   In the surface light source device 31B shown in FIG. 20, the directivity of light is wide in the prism length direction (x-axis direction) of the prism sheet 40B, whereas in the surface light source device 31 of the present invention, the prism is The directivity of light is narrow in the prism length direction (θ direction) of the sheet 40, which is completely opposite to the surface light source device 31B. In other words, in the method of the present invention, it is necessary to widen the directivity of light in the prism length direction and narrow it in the direction perpendicular thereto, but in this way, the surface light source device 31B in FIG. The directivity increases, and extra light increases in the prism length direction, and the opposite result that the required viewing angle cannot be obtained in the direction perpendicular thereto. As described above, the present invention is intended to solve the problems occurring in the surface light source device of the original system.

つぎに、本発明の面光源装置31に用いられている凹凸拡散板39の作用効果について説明する。比較のため、まず凹凸拡散板として、通常用いられている一般的な拡散板を用いた場合を説明する。一般的な拡散板としては、平行光を垂直入射させたときの指向性が図22のようなもの(半値全幅が10°のもの)を用いた。この一般的な拡散板をプリズムシート40の上に置いた場合には、ω方向及びφ方向の指向性は、図23に示すようになった。ここでωとは、zθ平面においてz軸となす角度をいい、φとはzr平面においてz軸となす角度をいうものとする。ω方向及びφ方向の半値全幅Δω、Δφはそれぞれ
Δω=20°
Δφ=33°
であって、その差は、
Δφ−Δω=13°
となり、プリズムシート40のみの場合と比較して半値全幅の差が38%低減している。このため放射状の輝度ムラはある程度低減しているが、これでもまだ輝度ムラがよく見えている。また、実際に有効な方向に出射される光を考えると、半値全幅Δω=20°内に約23%の光が含まれている。つまり、77%もの光が無駄になっている。また、垂直方向からω=2.5°離れると、輝度が20%近く低下しており、左右の目で輝度が異なるように見えて見にくいという問題がある。
Below, the effect of the uneven | corrugated diffuser plate 39 used for the surface light source device 31 of this invention is demonstrated. For comparison, first, a case where a general diffusion plate that is normally used is used as the uneven diffusion plate will be described. As a general diffusing plate, the directivity when parallel light is vertically incident is as shown in FIG. 22 (the full width at half maximum is 10 °). When this general diffusion plate was placed on the prism sheet 40, the directivities in the ω direction and the φ direction were as shown in FIG. Here, ω refers to the angle formed with the z-axis in the zθ plane, and φ refers to the angle formed with the z-axis in the zr plane. The full width at half maximum Δω and Δφ in the ω direction and φ direction are respectively Δω = 20 °
Δφ = 33 °
And the difference is
Δφ−Δω = 13 °
Thus, the difference in full width at half maximum is reduced by 38% compared to the case of the prism sheet 40 alone. For this reason, although the radial luminance unevenness is reduced to some extent, the luminance unevenness is still visible. Considering the light actually emitted in the effective direction, about 23% of the light is included in the full width at half maximum Δω = 20 °. That is, 77% of light is wasted. Further, when ω = 2.5 ° away from the vertical direction, the luminance is reduced by nearly 20%, and there is a problem that the luminance appears to be different between the left and right eyes and is difficult to see.

これに対し、図10に示したような凹凸拡散板39に平行光を垂直入射させたときの指向性は図24のようになる。この凹凸拡散板39をプリズムシート40の上に置いた場合には、ω方向及びφ方向の指向性は、図25に示すようになる。すなわち、ω方向及びφ方向の半値全角Δω、Δφはそれぞれ
Δω=20°
Δφ=29°
となり、その差は、
Δφ−Δω=9°
となり、プリズムシート40のみの場合と比較して半値全幅の差が58%低減している。このため放射状の輝度ムラをかなり減少させることができる。また、もっとも狭い方向における半値全幅Δω=20°内に含まれる光量は全光量の約30%となっており、無駄な光が70%まで減少する。このため垂直方向の輝度は、一般的な拡散板に比べて20%程度向上しており、また、垂直方向からω=5°離れた場所での輝度低下率が10%を切っており、輝度ムラによる見にくさはほぼ解消されている。
On the other hand, the directivity when parallel light is vertically incident on the uneven diffusion plate 39 as shown in FIG. 10 is as shown in FIG. When this uneven diffusion plate 39 is placed on the prism sheet 40, the directivities in the ω direction and the φ direction are as shown in FIG. That is, the full widths at half maximum Δω and Δφ in the ω direction and φ direction are respectively Δω = 20 °
Δφ = 29 °
And the difference is
Δφ−Δω = 9 °
Thus, the difference in full width at half maximum is reduced by 58% compared to the case of the prism sheet 40 alone. For this reason, radial luminance unevenness can be considerably reduced. Further, the amount of light included in the full width at half maximum Δω = 20 ° in the narrowest direction is about 30% of the total amount of light, and the useless light is reduced to 70%. For this reason, the luminance in the vertical direction is improved by about 20% as compared with a general diffusion plate, and the luminance reduction rate at a position away from ω = 5 ° from the vertical direction is less than 10%. The difficulty of seeing due to unevenness has been almost eliminated.

この理由を説明する。導光板32から出射される光は、図26(a)に示すように少しなだらかなプロファイルを示している。これに対し、凹凸拡散板の拡散特性(垂直入射光に対する指向性)が図26(b)に示すように、導光板出射光と同じようになだらかなプロファイルを有している場合、導光板から出て凹凸拡散板を透過した光はより一層なだらかとなり、そのプロファイルは図26(b)´のようになる(ちょうど、自己相関で中心が鋭くなる現象に似ている。)。このような指向性では、ω方向である程度光を広げようとすると、非常に強い拡散が必要となり、φ方向にも広がってしまい、Δφ−Δωはそれほど小さくならない。また、斜め方向の無駄な光も増加することになる。   The reason for this will be explained. The light emitted from the light guide plate 32 has a slightly gentle profile as shown in FIG. On the other hand, when the diffusion characteristic (directivity with respect to perpendicular incident light) of the uneven diffusion plate has a gentle profile like the light emitted from the light guide plate as shown in FIG. The light that exits and passes through the uneven diffusion plate becomes even smoother, and its profile is as shown in FIG. 26 (b) ′ (just like the phenomenon that the center is sharpened by autocorrelation). With such directivity, if the light is spread to some extent in the ω direction, very strong diffusion is required and spread in the φ direction, and Δφ−Δω is not so small. In addition, useless light in an oblique direction also increases.

これに対し、図26(c)に示すように凹凸拡散板の拡散特性が矩形に近い場合には、導光板から出て凹凸拡散板を透過した光のプロファイルは、図26(c)´に示すように矩形に近くなる。このような比較的小さな拡散でΔωが大きく広がるのに対し、Δφはそれほど広がらないため、Δφ−Δωが小さくなる。たとえば、導光板のω方向における指向角Δω(図27(b)に示す。)より十分大きく、かつ、導光板のφ方向における指向角Δφ(図27(b)´に示す。)より十分小さい図27(a)のような拡散特性を有する拡散板を導光板の上に置いた場合、ω方向において凹凸拡散板を透過した光の指向角Δωは、図27(c)に示すように、導光板から出射される光の指向角よりも広い拡散特性を有する拡散板の指向性に依存する。これに対し、φ方向では導光板から出射されている光の指向性は、図27(b)´のようにもともと広がっているので、凹凸拡散板を透過した光の指向性は、図27(c)´に示すように中心と端の部分が少しなだらかになるだけで半値幅は変わらない。そのため、導光板から出射される光の指向角がω方向では狭く、φ方向では広いような場合には、拡散の小さな拡散板を用いることでΔφ−Δωを小さくする効果がある。   On the other hand, as shown in FIG. 26 (c), when the diffusing characteristic of the uneven diffusion plate is close to a rectangle, the profile of light that has passed through the uneven diffusion plate from the light guide plate is shown in FIG. 26 (c) ′. It becomes close to a rectangle as shown. While Δω greatly spreads with such relatively small diffusion, Δφ does not spread so much, so Δφ−Δω becomes small. For example, the directivity angle Δω in the ω direction of the light guide plate (shown in FIG. 27B) is sufficiently larger than the directivity angle Δφ in the φ direction of the light guide plate (shown in FIG. 27B ′). When a diffusion plate having diffusion characteristics as shown in FIG. 27A is placed on the light guide plate, the directivity angle Δω of light transmitted through the uneven diffusion plate in the ω direction is as shown in FIG. It depends on the directivity of the diffusion plate having a diffusion characteristic wider than the directivity angle of the light emitted from the light guide plate. On the other hand, in the φ direction, the directivity of the light emitted from the light guide plate is originally widened as shown in FIG. 27 (b) ′. Therefore, the directivity of the light transmitted through the uneven diffusion plate is as shown in FIG. c) As shown at ', the half width is not changed, only the center and the edge become slightly gentle. Therefore, when the directivity angle of light emitted from the light guide plate is narrow in the ω direction and wide in the φ direction, there is an effect of reducing Δφ−Δω by using a diffusion plate with small diffusion.

さらには、図26(d)に示すように、導光板に垂直な方向を挟んで両側にピークを持つような拡散特性の場合には、導光板から出て凹凸拡散板を透過した光のプロファイルは、図26(d)´に示すようにさらに矩形に近くなり、必要な角度内に入る光の割合が増える。   Furthermore, as shown in FIG. 26 (d), in the case of diffusion characteristics having peaks on both sides across the direction perpendicular to the light guide plate, the profile of the light that has exited the light guide plate and passed through the uneven diffusion plate Is closer to a rectangle as shown in FIG. 26 (d) ', and the proportion of light that falls within the required angle increases.

なお、出射光の指向性をθ方向ないしω方向で広げるためには、図28(a)(b)(c)に示す光拡散パターン36Cのように、θ方向に沿って湾曲させる方法も考えられる。なお、ここでθ軸はzr平面に垂直な方向にとっている。しかし、このような方法では、図29に示すように、光拡散パターン36Cに当たって偏向する光pのうち、図29に破線で示す光pのように光拡散パターン36Cに当たる角度が大きいものは一度で出射されるが、図29に実線で示す光pのように、最初に光拡散パターン36Cに当たる角度が小さいものでは複数回光拡散パターン36Cで反射された後に導光板32Cから出射されるので、θ方向での広がりが大きくなり、発光部33Cから離れるほど出射される光pのθ方向における広がりが大きくなってしまうという問題がある。本発明の面光源装置31では、光拡散パターン36は直線状をしているので、このような問題がない。   In order to widen the directivity of the emitted light in the θ direction or the ω direction, a method of bending along the θ direction as in the light diffusion pattern 36C shown in FIGS. 28A, 28B, and 28C is also considered. It is done. Here, the θ-axis is in a direction perpendicular to the zr plane. However, in such a method, as shown in FIG. 29, out of the light p deflected by hitting the light diffusion pattern 36C, the light hitting the light diffusion pattern 36C like the light p shown by the broken line in FIG. Although the light is emitted, it is emitted from the light guide plate 32C after being reflected by the light diffusion pattern 36C a plurality of times when the angle that hits the light diffusion pattern 36C first is small, such as the light p indicated by the solid line in FIG. There is a problem that the spread in the direction increases and the spread in the θ direction of the emitted light p increases as the distance from the light emitting portion 33C increases. In the surface light source device 31 of the present invention, the light diffusion pattern 36 has a linear shape, and thus there is no such problem.

また、図28(a)(b)(c)のような光拡散パターン36Cであると、導光板32Cに垂直な方向から見た時、1回目に光拡散パターン36Cに当たった後、光の進行方向が曲がるので、均一な輝度となるように設計することが困難になる。よって、光拡散パターン36Cによるθ方向での偏向角をあまり大きくすることはできず、この偏向角を大きくすると、本発明で考えているように光を放射状にまっすぐ広げて同心円状のパターンで出射させる方式とは異なったものとなり、光を拡散させて広げる通常の方式になってしまう。zr平面内における偏向角とxy平面内における偏向角とは、平均して4:1(望ましくは、10:1)程度あったほうがよいが、上記のような理由により図28(a)(b)(c)のような光拡散パターン36Cでは、このような偏向角を実現することは困難である。   Further, in the case of the light diffusion pattern 36C as shown in FIGS. 28A, 28B, and 28C, when viewed from the direction perpendicular to the light guide plate 32C, after the light hits the light diffusion pattern 36C for the first time, Since the traveling direction is curved, it becomes difficult to design the uniform luminance. Therefore, the deflection angle in the θ direction by the light diffusion pattern 36C cannot be increased so much, and when this deflection angle is increased, the light is spread straight and emitted in a concentric pattern as considered in the present invention. It becomes different from the method of making it spread, and becomes a normal method of diffusing and spreading light. The deflection angle in the zr plane and the deflection angle in the xy plane should be about 4: 1 (preferably 10: 1) on average, but for the reasons described above, FIGS. ) With the light diffusion pattern 36C as shown in (c), it is difficult to realize such a deflection angle.

本発明の上記実施形態では、光拡散パターン36は、断面三角形状をしていたが、光拡散パターン36の断面形状は、図30に示すように、断面円弧状ないし断面半円状をしていても差し支えない。しかし、断面円弧状ないし断面半円状の光拡散パターン36では光出射面45から出射される光のφ方向の指向角Δφが広がるので好ましくない。同様な理由から、断面三角形状の光拡散パターン36の場合でも、傾斜角βの異なる光拡散パターン36を混在させることも好ましくない。また、光拡散パターン36を用いる代わりに、ホログラム等で拡散させることによって導光板32内の光を光出射面45から出射させるようにしてもよい。   In the above embodiment of the present invention, the light diffusion pattern 36 has a triangular cross section, but the cross sectional shape of the light diffusion pattern 36 has a circular arc shape or a semicircular cross section as shown in FIG. There is no problem. However, the light diffusion pattern 36 having a circular arc or semicircular cross section is not preferable because the directivity angle Δφ in the φ direction of the light emitted from the light exit surface 45 is widened. For the same reason, even in the case of the light diffusion pattern 36 having a triangular cross section, it is not preferable to mix the light diffusion patterns 36 having different inclination angles β. Further, instead of using the light diffusion pattern 36, the light in the light guide plate 32 may be emitted from the light emitting surface 45 by diffusing with a hologram or the like.

また、導光板32内の光を光出射面45から出射させる方法としては、図31に示すように、発光部33から遠い側で薄くなったくさび型の導光板32を用いてもよい。しかし、平面視四角形の導光板32では発光させる導光板面積がθ方向によって異なり(図14参照)、また発光部33からの出射される光量も方位(角度θ)によって異なっているので、導光板32をくさび形状にするのみでは光出射面45を均一に光らせることは不可能である。導光板32をくさび形状にするだけで均一に発光させようとすれば、導光板32の平面形状が複雑な形状にならざるを得ない。よって、導光板32をくさび形状にする場合でも、光拡散パターン36と組み合わせる必要がある。   As a method for emitting the light in the light guide plate 32 from the light emitting surface 45, a wedge-shaped light guide plate 32 that is thin on the side far from the light emitting portion 33 may be used as shown in FIG. However, in the light guide plate 32 having a rectangular shape in plan view, the area of the light guide plate that emits light varies depending on the θ direction (see FIG. 14), and the amount of light emitted from the light emitting unit 33 also varies depending on the direction (angle θ). It is impossible to make the light emitting surface 45 shine uniformly only by making 32 a wedge shape. If the light guide plate 32 is made to have a wedge shape to emit light uniformly, the planar shape of the light guide plate 32 must be a complicated shape. Therefore, even when the light guide plate 32 has a wedge shape, it is necessary to combine it with the light diffusion pattern 36.

(第2の実施形態)
図32は本発明の別な実施形態による面光源装置51の構造を示す斜視図である。また、図33(a)はこの面光源装置51に用いられている拡散プリズムシート52の凹凸拡散板53を示す平面図、図33(b)は図33(a)のY部拡大図、図33(c)は図33(b)のZ−Z線断面図である。この面光源装置51においては、導光板32、発光部33及び反射板34の構造は第1の実施形態で説明したものと同じである。
(Second Embodiment)
FIG. 32 is a perspective view showing the structure of a surface light source device 51 according to another embodiment of the present invention. 33A is a plan view showing the uneven diffusion plate 53 of the diffusion prism sheet 52 used in the surface light source device 51, and FIG. 33B is an enlarged view of the Y portion of FIG. 33A. 33 (c) is a cross-sectional view taken along the line ZZ of FIG. 33 (b). In the surface light source device 51, the structures of the light guide plate 32, the light emitting unit 33, and the reflection plate 34 are the same as those described in the first embodiment.

拡散プリズムシート52は、表面に凹凸拡散板53を形成され、裏面にプリズムシート40を形成されたものであり、プリズムシート40は第1の実施形態で説明したもの(図11参照)と同じものである。凹凸拡散板53は、プリズムシート40を透過した光をω方向にのみ拡散させるようにしている。すなわち、図33(a)に示すように、凹凸拡散板53は、発光部33を中心とする幅Λrの同心円状をした輪帯状の領域54a、54b、…に区分されており、各領域54a、54b、…内には、図33(b)(c)に示すように、その幅Λrよりも十分に小さい周期Λθでθ方向に沿って正弦波状の凹凸パターン55が形成され、隣接する領域54a、54b、…どうしでは周期Λθを少し異ならせている。例えば、領域54a、54b、…の幅をΛr=100μmとし、凹凸パターン55のパターン周期については、Λθ=9μmとΛθ=10μmとに交互に変化させている。これは隣接する領域54a、54b、…間で凹凸パターン55による目に見える大きな周期のモアレ縞を予防させるため、故意に小さなモアレ縞を発生させるためである。もちろん、モアレ縞を抑制するため、領域54a、54b、…の幅Λrや凹凸パターン55の周期Λθをランダムに変化させてもよい。   The diffusion prism sheet 52 has an uneven diffusion plate 53 formed on the front surface and a prism sheet 40 formed on the back surface. The prism sheet 40 is the same as that described in the first embodiment (see FIG. 11). It is. The uneven diffusion plate 53 diffuses light transmitted through the prism sheet 40 only in the ω direction. That is, as shown in FIG. 33A, the uneven diffusion plate 53 is divided into concentric ring-shaped regions 54a, 54b,... Having a width Λr with the light emitting portion 33 as the center, and each region 54a. , 54b,..., A sinusoidal concave / convex pattern 55 is formed along the θ direction with a period Λθ sufficiently smaller than the width Λr, as shown in FIGS. 54a, 54b,... Have a slightly different period Λθ. For example, the width of the regions 54a, 54b,... Is Λr = 100 μm, and the pattern period of the concave / convex pattern 55 is alternately changed to Λθ = 9 μm and Λθ = 10 μm. This is to intentionally generate small moire fringes in order to prevent visible moire fringes with a large period due to the uneven pattern 55 between adjacent regions 54a, 54b,. Of course, in order to suppress moire fringes, the width Λr of the regions 54a, 54b,... And the period Λθ of the concavo-convex pattern 55 may be randomly changed.

領域54a、54b、…の境界では周期Λθが変化するため、この付近ではφ方向にも光が少し拡散させられるが、Λr>>Λθとすることにより、φ方向の拡散を小さくしてほとんどω方向の拡散となるようにすることができる。また、凹凸パターン55の断面形状は、図33(c)に示したような断面波状のものに限らず、三角波状や台形、シリンドリカルレンズアレイ状などの断面のものであってもよい。   Since the period Λθ changes at the boundary between the regions 54a, 54b,..., Light is slightly diffused in the φ direction in this vicinity, but by setting Λr >> Λθ, the diffusion in the φ direction is reduced and almost ω Directional diffusion can be achieved. Further, the cross-sectional shape of the concave / convex pattern 55 is not limited to a cross-sectional wave shape as shown in FIG. 33C, but may be a cross-sectional shape such as a triangular wave shape, a trapezoidal shape, or a cylindrical lens array shape.

図34はこの実施形態で用いられている凹凸拡散板53に垂直に平行光を入射させたときのω方向及びφ方向における拡散特性を示す図であって、横軸はz軸から計った角度(ω、φ)を表わし、縦軸は光強度を表わしている。図34から分かるように、この凹凸拡散板53はω方向では大きな拡散性を有しているが(半値全幅Δω=20°)、φ方向ではほとんど拡散性を有していない。   FIG. 34 is a diagram showing diffusion characteristics in the ω direction and φ direction when parallel light is incident on the uneven diffusion plate 53 used in this embodiment, and the horizontal axis is an angle measured from the z axis. (Ω, φ) is represented, and the vertical axis represents the light intensity. As can be seen from FIG. 34, the uneven diffusion plate 53 has a large diffusivity in the ω direction (full width at half maximum Δω = 20 °), but has almost no diffusibility in the φ direction.

図35はこの凹凸拡散板53を第1の実施形態で説明したような導光板32の上に置いたときのω方向及びφ方向における光の指向角を示す図であって、横軸はz軸から計った角度(ω、φ)を表わし、縦軸は各方向へ出射される光の強度を表わしている。図35から分かるように、この場合に凹凸拡散板53を透過した光は、ω方向では半値全幅がΔω=20°くらいになっており、φ方向では半値全幅Δφ=26°くらいになっており、その差は
Δφ−Δω=6°
となっており、プリズムシート40のみの場合と比較して半値全幅の差が71%低減している。このため、放射状の輝度ムラはほとんど見えなくなっている。
FIG. 35 is a diagram showing the directivity angles of light in the ω direction and φ direction when the uneven diffusion plate 53 is placed on the light guide plate 32 as described in the first embodiment, and the horizontal axis is z. The angle (ω, φ) measured from the axis is represented, and the vertical axis represents the intensity of light emitted in each direction. As can be seen from FIG. 35, the light transmitted through the uneven diffusion plate 53 in this case has a full width at half maximum of Δω = 20 ° in the ω direction and a full width at half maximum of Δφ = 26 ° in the φ direction. The difference is Δφ−Δω = 6 °
As compared with the case of the prism sheet 40 alone, the difference in full width at half maximum is reduced by 71%. For this reason, radial luminance unevenness is hardly visible.

また、図35の特性では、半値全幅Δω=20°の範囲内に含まれる光量は全光量の44%となり、無駄な光が56%に低減される。これによって、面光源装置51における垂直方向の輝度は通常の拡散板に比較して45%上昇している。   In the characteristics shown in FIG. 35, the amount of light included in the range of the full width at half maximum Δω = 20 ° is 44% of the total amount of light, and unnecessary light is reduced to 56%. As a result, the luminance in the vertical direction in the surface light source device 51 is increased by 45% compared to a normal diffusion plate.

(第3の実施形態)
図36は本発明のさらに別な実施形態に用いられている凹凸拡散板のプリズムシート56のzr平面における断面形状を表わしている。このプリズムシート56では、そのプリズム断面における斜面のうち、発光部33から遠い側の斜面(反射面)58を中途で突出するように折り曲げることによってφ方向における指向性を狭くし、垂直方向の輝度を向上させると共に放射状の輝度ムラを低減させている。
(Third embodiment)
FIG. 36 shows a cross-sectional shape in the zr plane of the prism sheet 56 of the uneven diffusion plate used in still another embodiment of the present invention. In this prism sheet 56, the directivity in the φ direction is narrowed by bending a slope (reflecting surface) 58 on the side far from the light emitting portion 33 of the slope in the prism cross section so as to project halfway, and the brightness in the vertical direction is reduced. As well as reducing radial brightness unevenness.

図37はプリズムシート56を透過した光のφ方向における指向性を表わした図であって、横軸はz軸から図った角度φを表わし、縦軸は光強度を表わしている。これは図36に示すように発光部33に近い側の斜面(入射面)57の傾斜角δ=74°、発光部33から遠い側の斜面58のうち下部の傾斜角ε=56°、その上部の傾斜角ζ=59°、プリズム部分の高さT2=31.2μm、発光部33から遠い側の斜面58における突出部分よりも上部の斜面の高さT1=18.7μmとしたプリズムシート56によりシミュレーションした結果である。図37によれば、φ方向における半値幅はΔφ/2=±11°となっており、斜面58の途中を折り曲げていない場合と比較して半値幅が25%小さくなっている。また、半値全幅Δφr=20°の範囲に含まれる光量は、全光量の48%となっており、垂直方向の効率が良好となっている。   FIG. 37 is a diagram showing the directivity in the φ direction of light transmitted through the prism sheet 56. The horizontal axis represents the angle φ measured from the z axis, and the vertical axis represents the light intensity. As shown in FIG. 36, the inclination angle δ = 74 ° of the inclined surface (incident surface) 57 near the light emitting portion 33, the inclination angle ε = 56 ° of the lower portion of the inclined surface 58 far from the light emitting portion 33, The prism sheet 56 has an upper inclination angle ζ = 59 °, a prism portion height T2 = 31.2 μm, and a slope height T1 = 18.7 μm above the protruding portion of the slope 58 far from the light emitting portion 33. This is the result of simulation. According to FIG. 37, the half-value width in the φ direction is Δφ / 2 = ± 11 °, and the half-value width is 25% smaller than the case where the middle of the slope 58 is not bent. Further, the light amount included in the range of the full width at half maximum Δφr = 20 ° is 48% of the total light amount, and the vertical efficiency is good.

この理由は次のように考えられる。第1の実施形態のように、発光部33から遠い側の斜面(反射面)38が平面となっている場合には、プリズムシート40を垂直方向から見たときに光って見えるのは、図38に示すように、Saの領域のみで他の領域Sb、Scは暗くなっている。しかも、斜面38の領域Sbに当たった光は、図38に破線で示すように、斜め方向へ偏向されるので、放射状の輝度ムラや垂直方向における輝度低下の原因になる。よって、図38に示すようなプリズムシート40の場合には、垂直に光が出射される領域の割合は、
Sa/So=38% (ただし、So=Sa+Sb+Sc)
しかなかった。
The reason is considered as follows. As in the first embodiment, when the slope (reflecting surface) 38 on the side far from the light emitting unit 33 is a flat surface, the prism sheet 40 appears to shine when viewed from the vertical direction. As shown in FIG. 38, the other areas Sb and Sc are dark only in the area of Sa. Moreover, the light hitting the region Sb of the inclined surface 38 is deflected in an oblique direction as shown by a broken line in FIG. 38, which causes radial luminance unevenness and luminance reduction in the vertical direction. Therefore, in the case of the prism sheet 40 as shown in FIG.
Sa / So = 38% (However, So = Sa + Sb + Sc)
There was only.

これに対し、この実施形態のプリズムシート56のように斜面58が屈曲している場合には、図39に破線で示すように、斜面58の領域Sbに当たった光も垂直な方向へ偏向されるので、輝度ムラや垂直方向での輝度低下などの問題が解消される。つまり、プリズムシート56に垂直な方向から見て光って見える領域をSaとSbに広げることで、放射状の輝度ムラや垂直方向における効率の低下を抑制することができる。このようなプリズムシート56によれば、光っている領域の割合は、
(Sa+Sb)/So=69% (ただし、So=Sa+Sb+Sc)
となる。
On the other hand, when the inclined surface 58 is bent as in the prism sheet 56 of this embodiment, the light impinging on the region Sb of the inclined surface 58 is also deflected in the vertical direction as shown by the broken line in FIG. Therefore, problems such as luminance unevenness and luminance reduction in the vertical direction are solved. In other words, by expanding the area that appears bright when viewed from the direction perpendicular to the prism sheet 56 to Sa and Sb, radial luminance unevenness and a decrease in efficiency in the vertical direction can be suppressed. According to such a prism sheet 56, the ratio of the illuminated area is
(Sa + Sb) / So = 69% (However, So = Sa + Sb + Sc)
It becomes.

プリズムシート及び凹凸拡散板を透過した光を面光源装置に垂直な方向から見たとき、光っている領域の面積が50%(望ましくは、60%)を超えると、面光源装置としてかなり好ましい特性が得られるので、このようなプリズムシートによれば良好な特性が得られることになる。   When the light transmitted through the prism sheet and the uneven diffusion plate is viewed from the direction perpendicular to the surface light source device, if the area of the shining area exceeds 50% (preferably 60%), it is a considerably preferable characteristic as a surface light source device. Therefore, according to such a prism sheet, good characteristics can be obtained.

また、垂直方向へ出射される光量を増加させるためのプリズムシートの構造としては、これ以外にも種々考えることができる。図40に示すものは、発光部33から遠い側の斜面58を曲面状に湾曲させたプリズムシート59である。また、図41に示すプリズムシート60のように、発光部33に近い側の斜面57を凸状に湾曲させることにより、垂直方向で光っている領域の面積を増加させることもできる。   Various other structures can be considered as the prism sheet structure for increasing the amount of light emitted in the vertical direction. What is shown in FIG. 40 is a prism sheet 59 in which a slope 58 far from the light emitting portion 33 is curved into a curved surface. Also, as in the prism sheet 60 shown in FIG. 41, the area of the region shining in the vertical direction can be increased by curving the slope 57 on the side close to the light emitting portion 33 in a convex shape.

さらには、図42に示すプリズムシート61のように、発光部33から遠い側の斜面58の傾斜角εを大きくすることにより、斜面58により発光部33側へ反射された光を発光部33に近い側の斜面57で再度反射させることにより、垂直な方向へ偏向させ、これによって垂直方向で光っている領域の面積を増加させることもできる。例えば、発光部33から遠い側の斜面58の傾斜角ε=56°、発光部33に近い側の斜面57の傾斜角δ=85°とした場合には、φ方向における指向特性は図43に示すようになり、その半値幅Δφ/2は11.5°となっており、もとの場合と比べて半値幅が約21%小さくなっている。また、半値全幅Δφ=20°の範囲内に含まれる光量は全光量の51%となり、光の利用効率が向上している。更に、垂直な方向から見たとき光って見える領域の面積比率は82%となっている。   Further, as shown in the prism sheet 61 shown in FIG. 42, by increasing the inclination angle ε of the inclined surface 58 far from the light emitting unit 33, the light reflected to the light emitting unit 33 side by the inclined surface 58 is transmitted to the light emitting unit 33. By reflecting again at the near-side inclined surface 57, the light can be deflected in the vertical direction, thereby increasing the area of the region shining in the vertical direction. For example, when the inclination angle ε = 56 ° of the slope 58 far from the light emitting portion 33 and the inclination angle δ = 85 ° of the slope 57 closer to the light emitting portion 33, the directivity characteristics in the φ direction are shown in FIG. As shown, the half-value width Δφ / 2 is 11.5 °, which is about 21% smaller than the original case. Further, the light amount included in the range of the full width at half maximum Δφ = 20 ° is 51% of the total light amount, and the light use efficiency is improved. Furthermore, the area ratio of the region that appears to be shining when viewed from the vertical direction is 82%.

なお、図示しないが、本実施形態におけるプリズムシートを備えた面光源装置に配置する光源は、点光源に限ることなく、線状光源であってもよい。   Although not shown, the light source disposed in the surface light source device including the prism sheet in the present embodiment is not limited to a point light source, and may be a linear light source.

点光源を複数個配置した場合や線光源の場合においても(ただし、特開平11−84111号公報に開示されているように、光源の方向にも光が多く出射される場合は除く。)、わざと片方の指向性を狭くしたい時などには、このプリズムシートは有効である場合があり、第1の実施形態で示したような点光源から出射された光を放射状に広げて光出射面から出射させる導光板に限定するものではない。   Even in the case where a plurality of point light sources are arranged or in the case of a line light source (however, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-84111, a case where a large amount of light is emitted also in the direction of the light source is excluded). This prism sheet may be effective when intentionally reducing the directivity of one side. The light emitted from the point light source as shown in the first embodiment is radially spread out from the light exit surface. It is not limited to the light guide plate to be emitted.

(液晶表示装置)
図44は本発明の面光源装置を用いた液晶表示装置の構造を示す概略断面図である。この液晶表示装置71は、透過型の液晶表示パネル80と本発明にかかる面光源装置72とからなり、面光源装置72は、拡散プリズムシート73、導光板74、反射板75及び点光源状の発光部76から構成されている。
(Liquid crystal display device)
FIG. 44 is a schematic sectional view showing the structure of a liquid crystal display device using the surface light source device of the present invention. The liquid crystal display device 71 includes a transmissive liquid crystal display panel 80 and a surface light source device 72 according to the present invention. The surface light source device 72 has a diffusing prism sheet 73, a light guide plate 74, a reflecting plate 75, and a point light source. The light emitting unit 76 is configured.

しかして、発光部76から出射された光は、導光板74内に導入されて導光板74内の全体に広げられ、導光板74の光出射面77からほぼ光出射面77に沿った方向へ出射される。導光板74から出射された光は、拡散プリズムシート73の凹凸拡散板78を透過することによって面光源装置72に垂直な方向に偏向され、拡散プリズムシート73のプリズムシート79で指向角を広げられた後、液晶表示パネル80を照明する。   Thus, the light emitted from the light emitting unit 76 is introduced into the light guide plate 74 and spread throughout the light guide plate 74, and extends in a direction substantially along the light emission surface 77 from the light emission surface 77 of the light guide plate 74. Emitted. The light emitted from the light guide plate 74 is deflected in a direction perpendicular to the surface light source device 72 by passing through the uneven diffusion plate 78 of the diffusion prism sheet 73, and the directivity angle is widened by the prism sheet 79 of the diffusion prism sheet 73. After that, the liquid crystal display panel 80 is illuminated.

この結果、面光源装置72には輝度ムラが生じにくくなるので、液晶表示装置71の画面が見やすくなる。また、指向角を比較的狭い状態に保ったままで、指向角の広い方向と指向角の狭い方向における指向性の差を小さくできるので、液晶表示装置71は正面からは見やすいが、斜め方向からは見にくくなり、携帯端末等に適した指向性が得られる。さらに、各方向における指向性の差が小さくなるので、任意の方向から画面を見やすくなる。   As a result, luminance unevenness hardly occurs in the surface light source device 72, so that the screen of the liquid crystal display device 71 is easy to see. In addition, since the difference in directivity between the wide direction angle direction and the narrow direction angle direction can be reduced while keeping the directivity angle relatively narrow, the liquid crystal display device 71 is easy to see from the front, but from an oblique direction. It becomes difficult to see and directivity suitable for a portable terminal can be obtained. Further, since the difference in directivity in each direction becomes small, it is easy to see the screen from any direction.

従来の面光源装置の構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the conventional surface light source device. 同上の面光源装置の断面図である。It is sectional drawing of a surface light source device same as the above. 図1の面光源装置において導光板の光出射面から出射される光の指向性と、拡散板を透過した光の指向性を示す図である。It is a figure which shows the directivity of the light radiate | emitted from the light-projection surface of a light-guide plate in the surface light source device of FIG. 1, and the directivity of the light which permeate | transmitted the diffuser plate. 図1の面光源装置において導光板の光出射面から出射される光の指向性と、拡散板を透過した光の指向性と、プリズムシートを透過した光の指向性と、さらに拡散板を透過した光の指向性を示す図である。In the surface light source device of FIG. 1, the directivity of light emitted from the light exit surface of the light guide plate, the directivity of light transmitted through the diffuser plate, the directivity of light transmitted through the prism sheet, and further transmitted through the diffuser plate It is a figure which shows the directivity of the light which performed. 点光源状の発光部を有する従来の面光源装置の構成を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the conventional surface light source device which has a point light source-like light emission part. 同上の面光源装置において生じる放射状の輝度ムラ(輝線)を示す図である。It is a figure which shows the radial brightness nonuniformity (bright line) which arises in the surface light source device same as the above. 本発明の第1の実施形態による面光源装置の構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the surface light source device by the 1st Embodiment of this invention. 同上の面光源装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of a surface light source device same as the above. 同上の面光源装置において導光板に形成されている光拡散パターンの配列を表わした図である。It is a figure showing the arrangement | sequence of the light-diffusion pattern currently formed in the light-guide plate in the surface light source device same as the above. (a)は図7の面光源装置に用いられている拡散プリズムシートの凹凸拡散板を示す一部破断した平面図、(b)は凹凸拡散板を構成する繰り返しパターンの平面図、(c)は繰り返しパターンを構成する凸部の拡大斜視図である。(A) is a partially broken plan view showing an uneven diffusion plate of a diffusion prism sheet used in the surface light source device of FIG. 7, (b) is a plan view of a repeating pattern constituting the uneven diffusion plate, (c) FIG. 4 is an enlarged perspective view of convex portions constituting a repetitive pattern. 図7の面光源装置に用いられている拡散プリズムシートのプリズムシートを示す裏面側からの斜視図である。It is a perspective view from the back surface side which shows the prism sheet of the diffusion prism sheet used for the surface light source device of FIG. 図7の面光源装置における光の挙動を説明する概略斜視図である。It is a schematic perspective view explaining the behavior of the light in the surface light source device of FIG. (a)は同上の面光源装置における光の挙動を説明する概略断面図、(b)は(a)のX部拡大図である。(A) is a schematic sectional drawing explaining the behavior of the light in a surface light source device same as the above, (b) is the X section enlarged view of (a). 発光部からΔθの範囲内に出射される光量とその範囲Δθ内の導光板面積との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the light quantity radiate | emitted in the range of (DELTA) (theta) from a light emission part, and the light-guide plate area in the range (DELTA) (theta). 光出射面から垂直に光を出射させるための光拡散パターンの構造を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the light-diffusion pattern for radiating | emitting light perpendicularly | vertically from a light-projection surface. 同上の光拡散パターンを形成された導光板から出射される光の指向性を指向性を示す図である。It is a figure which shows the directivity of the directivity of the light radiate | emitted from the light-guide plate in which the light diffusion pattern same as the above was formed. 図15の導光板から出射される光の指向性を表わした斜視図である。FIG. 16 is a perspective view illustrating the directivity of light emitted from the light guide plate of FIG. 15. 導光板の上に置かれた図11のようなプリズムシートを透過した光のω方向の指向性とφ方向の指向性を示す図である。It is a figure which shows the directivity of (omega) direction and the directivity of (phi) direction of the light which permeate | transmitted the prism sheet | seat like FIG. 11 set | placed on the light-guide plate. 図11のようなプリズムシートを用いたときの光の指向性を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the directivity of light when a prism sheet like FIG. 11 is used. 線状光源とプリズムシートを用いた面光源装置とその指向性を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the surface light source device using a linear light source and a prism sheet, and its directivity. 同上の面光源装置から出射される光の指向性を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the directivity of the light radiate | emitted from a surface light source device same as the above. 一般的な拡散板の指向性を示す図である。It is a figure which shows the directivity of a general diffuser. 同上の拡散板を図11のプリズムシートの上に置いた場合の、ω方向及びφ方向の指向性を示す図である。It is a figure which shows the directivity of (omega) direction and (phi) direction at the time of putting the diffusion plate same as the above on the prism sheet | seat of FIG. 図10のような凹凸拡散板に平行光を垂直入射させたときの指向性を示す図である。It is a figure which shows the directivity when parallel light makes normal incidence on the uneven | corrugated diffuser plate like FIG. 同上の凹凸拡散板を図11のプリズムシートの上に置いた場合の、ω方向及びφ方向の指向性を示す図である。It is a figure which shows the directivity of (omega) direction and (phi) direction at the time of putting the uneven | corrugated diffusion plate same as the above on the prism sheet | seat of FIG. (a)は導光板から出射される光の指向性を示す図、(b)(c)(d)は拡散板の拡散特性を示す図、(b)´(c)´(d)´はそれぞれ導光板から出射され(b)(c)(d)の特性を有する拡散板を透過した光の指向性を示す図である。(A) is a figure which shows the directivity of the light radiate | emitted from a light-guide plate, (b) (c) (d) is a figure which shows the diffusion characteristic of a diffusion plate, (b) '(c)' (d) ' It is a figure which shows the directivity of the light which each radiate | emitted from the light-guide plate and permeate | transmitted the diffuser plate which has the characteristic of (b) (c) (d). (a)は拡散板の拡散特性を示す図、(b)(b)´は導光板から出射される光の指向性を示す図、(c)は(b)のような指向性を有する光が(a)の特性を有する拡散板を透過した後の指向性を示す図、(c)´は(b)´のような指向性を有する光が(a)の特性を有する拡散板を透過した後の指向性を示す図である。(A) is a figure which shows the spreading | diffusion characteristic of a diffuser plate, (b) (b) 'is a figure which shows the directivity of the light radiate | emitted from a light-guide plate, (c) is light which has directivity like (b). Is a diagram showing the directivity after passing through the diffusion plate having the characteristics of (a), (c) 'is a light having the directivity as in (b)' is transmitted through the diffusion plate having the characteristics of (a) It is a figure which shows the directivity after having performed. (a)(b)(c)は、別な形態の光拡散パターンを示す斜視図、平面図及び側面図である。(A), (b), and (c) are the perspective view, the top view, and the side view which show the light-diffusion pattern of another form. 図28のような光拡散パターンを有する導光板から出射される光を示す図である。It is a figure which shows the light radiate | emitted from the light-guide plate which has a light-diffusion pattern like FIG. さらに別な形態の光拡散パターンを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the light-diffusion pattern of another form. 別な形態の導光板を用いた面光源装置の斜視図である。It is a perspective view of the surface light source device using the light guide plate of another form. 本発明の第2の実施形態による面光源装置の構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the surface light source device by the 2nd Embodiment of this invention. (a)は同上の面光源装置に用いられている凹凸拡散板の平面図、(b)は(a)のY部拡大図、(c)は(b)のZ−Z線断面図である。(A) is a top view of the uneven | corrugated diffusion plate used for the surface light source device same as the above, (b) is the Y section enlarged view of (a), (c) is a ZZ line sectional view of (b). . 同上の拡散プリズムシートに用いられている凹凸拡散板に垂直に平行光を入射させたときのω方向及びφ方向における拡散特性を示す図である。It is a figure which shows the spreading | diffusion characteristic in the (omega) direction and (phi) direction when parallel light is made to inject perpendicularly into the uneven | corrugated diffusion plate used for the diffusion prism sheet same as the above. 図34のような特性を有する凹凸拡散板を導光板の上に置いたときのω方向及びφ方向における光の指向角を示す図である。It is a figure which shows the directivity angle of the light in (omega) direction and (phi) direction when the uneven | corrugated diffuser plate which has a characteristic like FIG. 34 is set | placed on a light-guide plate. 本発明の第3の実施形態に用いられている凹凸拡散板のプリズムシートの断面図である。It is sectional drawing of the prism sheet of the uneven | corrugated diffuser plate used for the 3rd Embodiment of this invention. 同上のプリズムシートを透過した光のφ方向における指向性を表わす図である。It is a figure showing the directivity in the (phi) direction of the light which permeate | transmitted the prism sheet same as the above. 発光部から遠い側の斜面が平面となっているプリズムシートにおける光の挙動を示す図である。It is a figure which shows the behavior of the light in the prism sheet in which the slope far from a light emission part is a plane. 発光部から遠い側の斜面が屈曲している図36のプリズムシートにおける光の挙動を示す図である。It is a figure which shows the behavior of the light in the prism sheet | seat of FIG. 36 where the slope on the side far from a light emission part is bent. 断面形状の異なるプリズムシートを示す一部破断した断面図である。It is sectional drawing which fractured | ruptured partially which shows the prism sheet from which cross-sectional shape differs. 断面形状がさらに異なるプリズムシートを示す一部破断した断面図である。It is a partially broken sectional view showing a prism sheet having a different sectional shape. さらに異なる断面形状のプリズムシートを示す一部破断した断面図である。Furthermore, it is sectional drawing which fractured | ruptured partially showing the prism sheet of a different cross-sectional shape. 同上のプリズムシートを透過した光の指向特性を示す図である。It is a figure which shows the directional characteristic of the light which permeate | transmitted the prism sheet same as the above. 液晶表示装置の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of a liquid crystal display device.

符号の説明Explanation of symbols

32 導光板
33 発光部
34 反射板
40 プリズムシート
51 面光源装置
52 拡散プリズムシート
53 凹凸拡散板
54a、54b、… 輪帯状の領域
55 正弦波状の凹凸パターン
32 Light guide plate 33 Light emitting portion 34 Reflector plate 40 Prism sheet 51 Surface light source device 52 Diffusion prism sheet 53 Concavity and convexity diffusion plates 54a, 54b,... Ring-shaped region 55 Sinusoidal concavity and convexity pattern

Claims (4)

発光位置と定める点を中心とする同心円方向で表面形状が変化する一方向に長い複数の凹凸部分を表面に有し、各凹凸部分の短手方向が、前記点に対して同心円方向を向き、前記凹凸部分の長手方向における長さが前記表面の辺の長さに比べて短くて前記凹凸部分が前記点を中心とする放射方向で不連続に形成されていることを特徴とする拡散板。 The surface has a plurality of concavo-convex portions that are long in one direction whose surface shape changes in a concentric direction around the point determined as the light emission position, and the short direction of each concavo-convex portion faces the concentric direction with respect to the point, A diffusion plate, wherein a length of the uneven portion in a longitudinal direction is shorter than a length of a side of the surface, and the uneven portion is formed discontinuously in a radial direction centered on the point . 発光位置と定める点を中心として同心円状に区画された複数の輪帯状の領域と、それぞれの前記領域内において前記点を中心とする同心円方向で表面形状が変化し、かつ、一定の周期で同心円方向に配列された複数の凹凸部分からなる凹凸パターンとを表面に有し、隣接する前記輪帯状の領域どうしでは前記凹凸パターンの周期が異なることを特徴とする拡散板。A plurality of zonal regions concentrically divided around a point determined as a light emitting position, and the surface shape changes in a concentric direction centering on the point in each region, and concentric circles with a constant period A diffusing plate having a concavo-convex pattern composed of a plurality of concavo-convex portions arranged in a direction on the surface, and the period of the concavo-convex pattern being different between adjacent annular zones. 前記凹凸パターンの断面形状が断面波状、三角波状、台形、シリンドリカルレンズ状であることを特徴とする、請求項2に記載の拡散板。The diffusing plate according to claim 2, wherein the concavo-convex pattern has a cross-sectional wave shape, a triangular wave shape, a trapezoidal shape, or a cylindrical lens shape. 点光源と、
前記点光源から導入した光を面状に広げて光出射面から出射させる導光板と、
前記導光板の光出射面に対向させて配置された請求項1ないし3のいずれか1項に記載の拡散板と、
からなる面光源装置。
A point light source,
A light guide plate that spreads light introduced from the point light source into a planar shape and emits the light from a light exit surface;
The diffusing plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the diffusing plate is disposed so as to face a light emitting surface of the light guide plate.
A surface light source device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5017085B2 (en) * 2007-12-27 2012-09-05 株式会社日立製作所 Light source module
JP5228785B2 (en) * 2008-10-17 2013-07-03 凸版印刷株式会社 Microlens sheet and backlight unit / display device using the same
TW201116858A (en) * 2009-07-06 2011-05-16 Sumitomo Chemical Co Light diffusion plate and method for generating array pattern of optical elements on light diffusion plate
EP2492722A4 (en) * 2009-10-22 2014-03-05 Toyo Boseki Viewing-angle increasing film for liquid crystal display, protective film with viewing-angle increasing function, and liquid crystal display
JP5822103B2 (en) * 2009-10-22 2015-11-24 東洋紡株式会社 Viewing angle improving film for liquid crystal display device, protective film with viewing angle improving function, and liquid crystal display device
EP3026470A1 (en) 2009-10-30 2016-06-01 Fujitsu Frontech Limited Prism plate, illumination optical system of imaging device, and forming die of prism plate
KR101711689B1 (en) * 2009-12-10 2017-03-02 도요보 가부시키가이샤 Light diffusion film and backlight device comprising same

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04146401A (en) * 1990-10-09 1992-05-20 Enplas Corp Light diffusing device
JPH0533129U (en) * 1991-10-09 1993-04-30 住友化学工業株式会社 Surface light source
JPH06102415A (en) * 1992-09-24 1994-04-15 Keiwa Shoko Kk Condenser plate
JPH06167602A (en) * 1991-12-03 1994-06-14 Asahi Optical Co Ltd Manufacture of diffusion plate and matrix for the same
JPH09152606A (en) * 1995-11-30 1997-06-10 Casio Comput Co Ltd Liquid crystal display device
JPH10255530A (en) * 1997-03-14 1998-09-25 Omron Corp Surface light source device
WO2000042451A1 (en) * 1999-01-14 2000-07-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical sheets suitable for spreading light
JP2000352608A (en) * 1999-06-11 2000-12-19 Dainippon Printing Co Ltd Light-diffusing sheet
JP2002014211A (en) * 2000-04-24 2002-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Reflector, reflection type liquid crystal display device, its manufacturing method, optical member, display device, illuminator and wave member
JP2005243259A (en) * 2004-02-24 2005-09-08 Omron Corp Double-screen image display device and surface light source device

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04146401A (en) * 1990-10-09 1992-05-20 Enplas Corp Light diffusing device
JPH0533129U (en) * 1991-10-09 1993-04-30 住友化学工業株式会社 Surface light source
JPH06167602A (en) * 1991-12-03 1994-06-14 Asahi Optical Co Ltd Manufacture of diffusion plate and matrix for the same
JPH06102415A (en) * 1992-09-24 1994-04-15 Keiwa Shoko Kk Condenser plate
JPH09152606A (en) * 1995-11-30 1997-06-10 Casio Comput Co Ltd Liquid crystal display device
JPH10255530A (en) * 1997-03-14 1998-09-25 Omron Corp Surface light source device
WO2000042451A1 (en) * 1999-01-14 2000-07-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical sheets suitable for spreading light
JP2000352608A (en) * 1999-06-11 2000-12-19 Dainippon Printing Co Ltd Light-diffusing sheet
JP2002014211A (en) * 2000-04-24 2002-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Reflector, reflection type liquid crystal display device, its manufacturing method, optical member, display device, illuminator and wave member
JP2005243259A (en) * 2004-02-24 2005-09-08 Omron Corp Double-screen image display device and surface light source device

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