JPH07134298A - Surface light source device - Google Patents
Surface light source deviceInfo
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- JPH07134298A JPH07134298A JP5305823A JP30582393A JPH07134298A JP H07134298 A JPH07134298 A JP H07134298A JP 5305823 A JP5305823 A JP 5305823A JP 30582393 A JP30582393 A JP 30582393A JP H07134298 A JPH07134298 A JP H07134298A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本願の液晶表示板のバックライト
等に使用される面光源装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface light source device used for a backlight of a liquid crystal display panel of the present application.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ノートパソコンや携帯テレビ等に使用さ
れている液晶表示板では、液晶表示板の裏側にバックラ
イトと呼ばれる面光源装置が配置されている。図５は、
上記のような従来の面光源装置の概略を示した側断面図
である。図５に示す従来の面光源装置は、光を拡散しつ
つ導光する方形な拡散導光板１と、この拡散導光板１の
裏側に設けられたシート状の反射体６と、拡散導光板１
の一つの端面に沿って配置された棒状光源２とから主に
構成されている。尚、図５では、液晶表示板等の不図示
の照明対象物は、拡散導光板１の上方に配置されている
ものとする。2. Description of the Related Art In a liquid crystal display panel used in a notebook computer, a portable television, etc., a surface light source device called a backlight is arranged on the back side of the liquid crystal display panel. Figure 5
It is a side sectional view showing the outline of the above-mentioned conventional surface light source device. The conventional surface light source device shown in FIG. 5 has a rectangular diffused light guide plate 1 for guiding light while diffusing light, a sheet-shaped reflector 6 provided on the back side of the diffused light guide plate 1, and the diffused light guide plate 1.
It is mainly composed of a rod-shaped light source 2 arranged along one of the end faces. In FIG. 5, an illumination target (not shown) such as a liquid crystal display plate is arranged above the diffusion light guide plate 1.
【０００３】上記面光源装置では、棒状光源１からの光
が端面から入射し、拡散導光板１の表面及び裏面で全反
射して拡散導光板１の内部を伝搬しながら拡散光を発生
させる。そして、拡散光は拡散導光板１の表面から出射
して上方の照明対象物を照明する。拡散導光板１として
は、乳白色のアクリル板や透明な材料に拡散用の不純物
を分散混入させたもの等が使用される。尚、本願で「拡
散」とは、ある面に達した光がその面のランダムな凹凸
によって様々な方向に反射するいわゆる「乱反射」と、
そのような表面の凹凸も含め媒質中の屈折率の変化が光
の波長程度まで短くなった場合に見られる光の「散乱」
の現象とを含むものとする。In the above surface light source device, the light from the rod-shaped light source 1 is incident from the end face, is totally reflected by the front surface and the back surface of the diffused light guide plate 1, and propagates inside the diffused light guide plate 1 to generate diffused light. Then, the diffused light is emitted from the surface of the diffused light guide plate 1 and illuminates the upper illumination target. As the diffusion light guide plate 1, a milky white acrylic plate or a transparent material into which diffusion impurities are dispersed and mixed is used. In the present application, "diffusion" means so-called "diffuse reflection" in which light reaching a certain surface is reflected in various directions due to random irregularities on that surface,
"Scattering" of light observed when the change in the refractive index in the medium including such irregularities on the surface becomes as short as the wavelength of light.
And the phenomenon of.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】さて、前述のように従
来の面光源装置は、拡散導光板の端面に光を入射させ、
入射した光を拡散導光板で拡散させながら導光して、線
状の光を均一な面状の光に変換しようとするものであ
る。しかしながら、このような単に拡散導光板を使用し
ただけの構成であると、導光の過程での光の損失がかな
り大きく光の利用効率が悪くなってしまっている。その
結果、拡散導光板の表面の輝度が低下し、照明対象物を
高照度で照明することができないという問題があった。As described above, in the conventional surface light source device, light is made incident on the end surface of the diffused light guide plate,
The diffused light guide plate diffuses and guides the incident light to convert linear light into uniform planar light. However, with such a structure that only uses the diffused light guide plate, the light loss in the light guiding process is considerably large and the light utilization efficiency is deteriorated. As a result, there is a problem in that the brightness of the surface of the diffusion light guide plate is reduced and the illumination target cannot be illuminated with high illuminance.
【０００５】このような問題を解決する技術としては、
特開昭４−１４０７８３号に開示されたように、導光板
を拡散板と透明板との二つの板を積み重ねて構成し、透
明板によって低損失で光を導光しつつ拡散板によって拡
散させるやり方がある。しかし、上記公報に開示された
構成では、拡散板が照明対象物から遠い位置に配置さ
れ、透明板が照明対象物から近い位置に配置された状態
となっている。従って、照明対象物を照明する光は、透
明板から一旦拡散板に入射し、拡散板中で拡散してから
さらに透明板に入射してこれを透過し、その後、照明対
象物に達するという経路を辿る。つまり、光は、透明板
と拡散板との界面を二度通過しなければならない。この
為、界面における光の損失が無視できないものとなり、
光の利用効率が低下する原因となってしまっている。As a technique for solving such a problem,
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-140783, a light guide plate is constructed by stacking two plates, a diffusion plate and a transparent plate, and the transparent plate guides light with low loss while diffusing the light by the diffusion plate. There is a way. However, in the configuration disclosed in the above publication, the diffusion plate is arranged at a position far from the illumination target and the transparent plate is arranged at a position close to the illumination target. Therefore, the light that illuminates the illumination target enters the diffusion plate once from the transparent plate, diffuses in the diffusion plate, then enters the transparent plate, passes through this, and then reaches the illumination target. Follow. That is, the light must pass twice through the interface between the transparent plate and the diffusion plate. Therefore, the loss of light at the interface cannot be ignored,
This has been a cause of a decrease in light utilization efficiency.
【０００６】本願の発明は、このような課題を解決する
ためになされたものであり、拡散効果によって光を均一
にしつつ光の利用効率を高めて、照明対象物を高照度で
照明することができる面光源装置を提供することを目的
としている。The invention of the present application has been made in order to solve such a problem, and it is possible to illuminate an illumination object with a high illuminance by increasing the light utilization efficiency while making the light uniform by the diffusion effect. An object is to provide a surface light source device that can be used.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の請求項１に記載の面光源装置は、照明対象物
に近い側に位置する拡散板と照明対象物から遠い側に位
置し裏側にシート状の反射体が設けられた透明板とを積
み重ねて構成した拡散導光板と、この拡散導光板の一つ
の端面に沿って配置した棒状光源とを具備し、前記透明
板は前記端面から入射した光の進行に従って厚さが減少
する形状を有し、前記拡散板は前記端面から入射した光
の進行に従って厚さが増加する形状を有するものであ
る。また同様に上記目的を達成するため、本願の請求項
２に記載の面光源装置は、照明対象物に近い側に位置す
る拡散板と照明対象物から遠い側に位置し裏側にシート
状の反射体が設けられた透明板とを積み重ねて構成した
方形な拡散導光板と、この拡散導光板の向かい合う両端
面に沿って配置した一対の棒状光源とを具備し、前記透
明板は前記両端面から入射した光の進行に従って厚さが
減少して中央部が薄い形状を有し、前記拡散板は前記端
面から入射した光の進行に従って厚さが増加する形状を
有して中央部が厚い形状をするものである。また同様に
上記目的を達成するため、本願の請求項３に記載の面光
源装置は、上記請求項１又は２に記載の構成において、
透明板と拡散板との間に、拡散板に入射する光の方向を
補正する入射角補正部材が介在されている構成を有す
る。また同様に上記目的を達成するため、本願の請求項
４に記載の面光源装置は、請求項１，２又は３に記載の
構成において、透明板は、透明な基板を積層して構成さ
れている構成を有する。また同様に上記目的を達成する
ため、本願の請求項５に記載の面光源装置は、請求項
１，２，３又は４に記載の構成において、拡散板が少な
くとも一種類の有機材料の重合過程で生じた屈折率不均
一構造を有するという構成を有する。In order to achieve the above object, a surface light source device according to claim 1 of the present application is provided with a diffuser plate located on a side closer to an illumination target and a side farther from the illumination target. The diffused light guide plate is configured by stacking a transparent plate having a sheet-shaped reflector on the back side, and a rod-shaped light source arranged along one end face of the diffused light guide plate, the transparent plate being the end face. The diffuser plate has a shape in which the thickness thereof decreases as the light incident on the surface advances, and the thickness of the diffusion plate increases as the light incident from the end surface advances. Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, the surface light source device according to claim 2 of the present application has a diffuser plate located on the side closer to the illumination target and a sheet-like reflection on the back side located on the side farther from the illumination target. A rectangular diffused light guide plate formed by stacking a transparent plate provided with a body, and a pair of rod-shaped light sources arranged along opposite end faces of the diffused light guide plate, the transparent plate from the both end faces. The diffuser plate has a shape in which the thickness decreases as the incident light progresses and the central portion has a thin shape, and the diffuser plate has a shape in which the thickness increases as the incident light progresses and the central portion has a thick shape. To do. Similarly, in order to achieve the above-mentioned object, in the surface light source device according to claim 3 of the present application, in the configuration according to claim 1 or 2,
An incident angle correction member that corrects the direction of light incident on the diffusion plate is interposed between the transparent plate and the diffusion plate. Similarly, in order to achieve the above object, the surface light source device according to claim 4 of the present application is the structure according to claim 1, 2, or 3, wherein the transparent plate is formed by laminating transparent substrates. It has a structure. Similarly, in order to achieve the above object, the surface light source device according to claim 5 of the present application is the structure according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the diffusion plate is a polymerization process of at least one kind of organic material. It has a structure of having a non-uniform refractive index structure generated in 1.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本願発明の実施例を説明する。まず、
請求項１に対応した第一実施例について説明する。図１
は、本願発明の第一実施例の概略を説明する側断面図で
ある。図１に示す実施例の面光源装置は、上方に配置さ
れた液晶表示板等の照明対象物を下方から照明するもの
であり、全体が方形な拡散導光板１と、この拡散導光板
１の一つの端面に沿って配置された棒状光源２とから主
に構成されている。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. First,
A first embodiment corresponding to claim 1 will be described. Figure 1
FIG. 3 is a side sectional view for explaining the outline of the first embodiment of the present invention. The surface light source device of the embodiment shown in FIG. 1 is for illuminating an illumination object such as a liquid crystal display plate arranged above from below, and has a rectangular diffused light guide plate 1 as a whole and the diffused light guide plate 1 of the diffused light guide plate 1. It is mainly composed of a rod-shaped light source 2 arranged along one end face.
【０００９】まず、拡散導光板１は、照明対象物に近い
側に位置する拡散板３と照明対象物から遠い側に位置す
る透明板４とを積み重ねて構成されたものである。拡散
板３と透明板４は、断面直角三角形の同一形状のもので
あり、各々の斜面を向かい合わせて積み重ね、方形な拡
散導光板１を形成している。従って、拡散導光板１の一
方の端面は透明板４の端面でもあり、他方の端面は拡散
板３の端面でもある。そして、透明板４と拡散板３との
界面は、断面で見ると細長い長方形の対角線に相当する
ような状態となっている。透明板４は、透明なアクリル
等の材料で成形されたものである。拡散板３は、従来と
同様に乳白色のアクリル等の材料で成形したものを用い
ても良いし、透明な材料中に拡散用の微粒子を分散混入
させて成形したものを使用しても良い。また、拡散板４
の表面に薄い補助拡散板を別途設けたり、拡散板４の表
面をすりガラス状に加工して拡散面にする等すれば、さ
らに拡散効果が向上する。透明板４と拡散板３との接合
については、透明板４と拡散板３との界面に接着材を介
在させて両者を接着してもよいし、端部を何らかの締結
具で押さえつけて両者を固定するようにしてもよい。First, the diffusion light guide plate 1 is constructed by stacking a diffusion plate 3 located on the side closer to the illumination target and a transparent plate 4 located on the side farther from the illumination target. The diffusing plate 3 and the transparent plate 4 have the same shape of a right-angled triangle in cross section, and are stacked with their slopes facing each other to form a rectangular diffusing light guide plate 1. Therefore, one end surface of the diffusion light guide plate 1 is also the end surface of the transparent plate 4, and the other end surface is also the end surface of the diffusion plate 3. The interface between the transparent plate 4 and the diffusion plate 3 is in a state corresponding to a diagonal line of a long and narrow rectangle when viewed in cross section. The transparent plate 4 is made of a material such as transparent acrylic. The diffuser plate 3 may be formed of a material such as milky white acrylic as in the conventional case, or may be formed by dispersing and mixing fine particles for diffusion in a transparent material. In addition, the diffusion plate 4
If a thin auxiliary diffusion plate is separately provided on the surface of, or the surface of the diffusion plate 4 is processed into frosted glass to form a diffusion surface, the diffusion effect is further improved. Regarding the bonding between the transparent plate 4 and the diffusion plate 3, the transparent plate 4 and the diffusion plate 3 may be bonded together by interposing an adhesive at the interface between the transparent plate 4 and the diffusion plate 3, or the both ends may be pressed together with some fasteners. It may be fixed.
【００１０】棒状光源２は、上記透明板４の側の端面に
沿って配置されている。即ち、上記「拡散導光板の一つ
の端面」は、本実施例では透明板４の側の端面（以下、
入射端面）を意味している。この為、図１から分かるよ
うに、透明板４は入射端面から入射した光の進行に従っ
て厚さが減少する形状を有し、一方拡散板３は、入射端
面から入射した光の進行に従って厚さが増加する形状を
有することとなる。棒状光源２としては、典型的には熱
陰極又は例陰極の蛍光灯が使用される。そして、この棒
状光源２の背後には、樋状のリフレクタ５が配設され、
光の利用効率を高めている。尚、「棒状」光源と呼ぶも
のの、発光部が細くて「線状」光源と呼んだ方が良いも
のを使用する場合もある。The rod-shaped light source 2 is arranged along the end face on the transparent plate 4 side. That is, the "one end surface of the diffusion light guide plate" is the end surface on the transparent plate 4 side (hereinafter,
It means the incident end face). Therefore, as can be seen from FIG. 1, the transparent plate 4 has a shape in which the thickness decreases as the light incident from the incident end face progresses, while the diffuser plate 3 has a thickness that decreases as the light incident from the incident end face progresses. Will have an increasing shape. As the rod-shaped light source 2, a fluorescent lamp having a hot cathode or an example cathode is typically used. And, behind this rod-shaped light source 2, a gutter-shaped reflector 5 is arranged,
It improves the efficiency of light utilization. It should be noted that although a “rod-shaped” light source is used, there is a case where a light-emitting portion is thin and it is better to call it a “linear” light source.
【００１１】また、上記透明板４の裏側には、シート状
の反射体６が設けられている。この反射体６は、具体的
には薄い反射板であるが、透明板４の裏面にアルミの蒸
着膜を設ける等の方法によっても構成することができ
る。尚、透明板４に入射した光は透明板４の裏面で殆ど
が全反射するので、反射体６を特に設けなくても相当程
度の輝度が得られる。しかし、反射体６を設けておくこ
とで、裏面からの光の出射による損失を無くし、光の利
用効率を高めることができる。A sheet-shaped reflector 6 is provided on the back side of the transparent plate 4. Although the reflector 6 is specifically a thin reflector, it can be formed by a method of providing a vapor deposition film of aluminum on the back surface of the transparent plate 4. Since the light incident on the transparent plate 4 is totally reflected on the back surface of the transparent plate 4, considerable brightness can be obtained without providing the reflector 6. However, by providing the reflector 6, it is possible to eliminate the loss due to the emission of light from the back surface and improve the light utilization efficiency.
【００１２】次に、上記構成に係る第一実施例の面光源
装置の作用を説明する。まず、棒状光源２から放出され
た光は、一部がリフレクタ５で反射して入射端面から透
明板４の内部に入射する。入射した光は、透明板４の裏
面の反射体６や透明板４と拡散板３との界面で全反射し
ながら透明板４の内部を伝搬する。そして、反射体６に
反射する等して入射角が大きくなった光が界面から拡散
板３の内部に入射し、拡散板３の媒質中で拡散する。拡
散した光は、拡散板３の表面から出射し、上方に配置さ
れた照明対象物をむら無く均一に照明する。尚、照明対
象物は必ずしも上方に配置されるとは限らず、側方又は
下方に配置される場合があるのは勿論である。従って、
自明のことであるが、図１に示す拡散導光板１は、実際
の使用状態では立てて配置されたり裏返して配置された
りする場合がある。Next, the operation of the surface light source device of the first embodiment having the above structure will be described. First, part of the light emitted from the rod-shaped light source 2 is reflected by the reflector 5 and enters the inside of the transparent plate 4 through the incident end face. The incident light propagates inside the transparent plate 4 while being totally reflected by the reflector 6 on the back surface of the transparent plate 4 and the interface between the transparent plate 4 and the diffusion plate 3. Then, the light whose incident angle is increased by being reflected by the reflector 6 enters the inside of the diffusion plate 3 from the interface and diffuses in the medium of the diffusion plate 3. The diffused light is emitted from the surface of the diffusion plate 3 and uniformly illuminates the illumination target placed above. It should be noted that the illumination target object is not necessarily arranged above, and may be arranged laterally or below. Therefore,
Obviously, the diffusion light guide plate 1 shown in FIG. 1 may be placed upright or turned upside down in an actual use state.
【００１３】上記説明から明かなように、本実施例の面
光源装置では、拡散板３中で拡散した光は、透明板４中
を再度透過することなくそのまま出射して、照明対象物
を照明する。従って、従来のような拡散した光が再度透
明板４を透過することによる光の損失が無くなり、この
点で光の利用効率が高められている。As is apparent from the above description, in the surface light source device of this embodiment, the light diffused in the diffusion plate 3 is directly emitted without passing through the transparent plate 4 again to illuminate the illumination target. To do. Therefore, there is no loss of light due to the diffused light passing through the transparent plate 4 again as in the prior art, and the light utilization efficiency is improved in this respect.
【００１４】次に、請求項２に対応した第二実施例につ
いて説明する。図２は、本願発明の第二実施例の概略を
説明した側断面図である。図２に示す実施例の面光源装
置は、二本の棒状光源２を使用してさらに高輝度の光源
にしようというものである。即ち、拡散導光板１の向か
い合う両端面に沿って一対の棒状光源２が配置されてい
る。この第二実施例における拡散導光板１は、照明対象
物に近い側に拡散板３を配置し照明対象物から遠い側に
透明板４を配置して両者を積み重ねて構成している点で
は、前述の第一実施例と同様であるが、その他の構成が
以下のように異なっている。Next, a second embodiment corresponding to claim 2 will be described. FIG. 2 is a side sectional view for explaining the outline of the second embodiment of the present invention. The surface light source device of the embodiment shown in FIG. 2 uses two rod-shaped light sources 2 to make a light source of higher brightness. That is, the pair of rod-shaped light sources 2 are arranged along the opposite end faces of the diffusion light guide plate 1. In the diffusion light guide plate 1 in the second embodiment, the diffusion plate 3 is arranged on the side closer to the illumination target and the transparent plate 4 is arranged on the side farther from the illumination target, and both are stacked. It is similar to the first embodiment described above, but other configurations are different as follows.
【００１５】即ち、この実施例のおける拡散板３は、断
面が偏平な二等辺三角形のものであり、図２に示すよう
に斜面を下側に向けて配置されている。一方、透明板４
は、上記拡散板３の断面三角形状の斜面が丁度適合する
形状の偏平なＶ溝を有するものであり、その透明板４の
Ｖ溝に拡散板３の斜面を接合させた状態で積み重ねられ
ている。尚、上記一対の棒状光源２が配置された拡散導
光板１の向かい合う両端面は、透明板４の両端面でもあ
る。上記構成から自明のように、透明板４は、両端面か
ら入射した光の進行に従って厚さが減少して中央部が薄
い形状を有し、拡散板３は端面から入射した光の進行に
従って厚さが増加する形状を有して中央部が厚い形状を
するものとなっている。透明板４や拡散板３の材料や両
者の接合の仕方及び透明板４の裏面に設ける反射体６等
については、前述の第一実施例の場合と同様に構成でき
る。また、一対の棒状光源２の背後にはそれぞれリフレ
クタ５が配置されているが、各々の構成は第一実施例と
同様である。従って、これらの構成の詳細な説明は省略
する。That is, the diffuser plate 3 in this embodiment is an isosceles triangle having a flat cross section, and is arranged with its slope facing downward as shown in FIG. On the other hand, the transparent plate 4
Has a flat V-shaped groove whose shape is exactly the same as the slope of the diffusion plate 3 having a triangular cross section, and is stacked with the slope of the diffusion plate 3 joined to the V-shaped groove of the transparent plate 4. There is. The opposite end faces of the diffusion light guide plate 1 on which the pair of rod-shaped light sources 2 are arranged are also the end faces of the transparent plate 4. As is obvious from the above configuration, the transparent plate 4 has a shape in which the thickness decreases as the light incident from both end faces progresses and the central portion becomes thin, and the diffuser plate 3 has a thickness as the light incident from the end face progresses. Has a shape in which the thickness increases, and the central portion has a thick shape. The materials of the transparent plate 4 and the diffusion plate 3, the method of joining them, the reflector 6 provided on the back surface of the transparent plate 4, and the like can be configured in the same manner as in the first embodiment described above. Further, the reflectors 5 are respectively arranged behind the pair of rod-shaped light sources 2, but the respective configurations are the same as those in the first embodiment. Therefore, detailed description of these configurations will be omitted.
【００１６】図２に示す第２実施例の装置の作用は、光
が両側から入射して中央部に向けて伝搬する点が第一実
施例と異なるだけで、他の点は同様である。従って、詳
細な説明は省略する。この第二実施例は、第一実施例に
比べさらに高輝度の面光源装置となっていることは明か
である。そして、方形の拡散導光板１の四つの端面それ
ぞれに棒状光源２を配置すると、さらに良い結果が得ら
れることも勿論である。この場合には、拡散板３はピラ
ミッド状即ち偏平な四角錘状になるし、透明板４は、こ
の四角錘が適合する形状の偏平な凹部を持つ形状にな
る。The operation of the device of the second embodiment shown in FIG. 2 is different from that of the first embodiment only in that light is incident from both sides and propagates toward the central portion, and the other points are the same. Therefore, detailed description is omitted. It is clear that the second embodiment is a surface light source device with higher brightness than the first embodiment. Of course, even better results can be obtained by arranging the rod-shaped light sources 2 on each of the four end faces of the rectangular diffusion light guide plate 1. In this case, the diffusion plate 3 has a pyramid shape, that is, a flat quadrangular pyramid shape, and the transparent plate 4 has a flat concave portion having a shape to which the quadrangular pyramid fits.
【００１７】次に、請求項３に対応した第三実施例につ
いて説明する。図３は、本願発明の第三実施例の概略を
説明する側断面図である。図３に示す実施例の面光源装
置は、図１に示す第一実施例の面光源装置に変更を加え
たものである。即ち、図１の透明板４と拡散板３との間
に入射角補正部材７を配置したものである。本実施例で
採用された入射角補正部材７は、拡散板３に入射する光
の入射角を補正する為のものである。即ち、透明板４の
斜面から出射する光のうち、小さな入射角で拡散板３に
入射する光は、拡散板３中に充分入射できなかったり、
入射できても拡散光を充分効果的に発生させることがで
きない場合がある。そこで、入射角補正部材７を配置し
て拡散板３への入射角を大きくし、光の利用効率をさら
に高めている。Next, a third embodiment corresponding to claim 3 will be described. FIG. 3 is a side sectional view for explaining the outline of the third embodiment of the present invention. The surface light source device of the embodiment shown in FIG. 3 is a modification of the surface light source device of the first embodiment shown in FIG. That is, the incident angle correction member 7 is arranged between the transparent plate 4 and the diffusion plate 3 in FIG. The incident angle correction member 7 employed in this embodiment is for correcting the incident angle of the light incident on the diffusion plate 3. That is, of the light emitted from the slope of the transparent plate 4, the light that enters the diffuser plate 3 at a small incident angle cannot be sufficiently entered into the diffuser plate 3,
Even if it can be incident, there are cases where diffused light cannot be generated sufficiently effectively. Therefore, the incident angle correction member 7 is arranged to increase the incident angle to the diffusion plate 3 to further improve the light utilization efficiency.
【００１８】このような入射角補正部材７としては、本
実施例では、直角二等辺三角形状の小さな山を多数横に
並べた鋸刃状の断面を有するシート状の光学部材が採用
されている。このような光学部材は、一つ一つの山がプ
リズムのような形状なので、「プリズムシート」と呼ば
れることもある。プリズムシートは、透光性の樹脂で成
形されるものが多いが、ガラス等で成形される場合もあ
る。尚、上記のようなプリズムシートを透明板４と拡散
板３の間に介在させる以外にも、例えば透明板４の斜面
をプリズムシート状に成形することによっても、入射角
補正部材７は構成可能である。In this embodiment, as such an incident angle correcting member 7, a sheet-like optical member having a sawtooth-shaped cross section in which a large number of small isosceles right triangle triangles are arranged side by side is adopted. . Such an optical member may be called a "prism sheet" because each mountain has a prism-like shape. Most of the prism sheets are formed of a translucent resin, but they may be formed of glass or the like. The incident angle correction member 7 can be configured by forming the inclined surface of the transparent plate 4 into a prism sheet shape, instead of interposing the prism sheet as described above between the transparent plate 4 and the diffusion plate 3. Is.
【００１９】その他の構成としては、上述の第一実施例
と同様に構成できるので、説明は省略する。このような
入射角補正部材７を採用した本実施例の装置によれば、
上述の如く光の利用効率がさらに高くなり、さらに高輝
度の面光源装置を提供することができる。尚、図２に示
す第二実施例においても、本実施例のような入射角補正
部材７が採用できるのは勿論である。Other configurations can be the same as those of the above-described first embodiment, and the description thereof will be omitted. According to the apparatus of this embodiment that employs such an incident angle correction member 7,
As described above, it is possible to provide a surface light source device having higher light utilization efficiency and higher brightness. It is needless to say that the incident angle correcting member 7 as in the present embodiment can also be adopted in the second embodiment shown in FIG.
【００２０】次に、請求項４に対応した第四実施例につ
いて説明する。図４は、本願発明の第四実施例の概略を
説明する側断面図である。図４に示す実施例の面光源装
置は、図１に示す第一実施例の面光源装置における透明
板４の構成について変更を加えたものである。即ち、こ
の第四実施例では、同じ材料で形成された薄い透明な基
板４１を積層して、第一実施例と同様な外形の透明板４
を構成している。このように、複数の基板４１を積層し
て透明板４を構成すると、光は、各基板４１の界面の部
分で効率良く全反射しながら透明板４中を伝搬する。つ
まり、各基板４１は、一種のライトガイドファイバのよ
うに作用して光を効率良く伝える役目をするのである。
このようにして各基板４１中を伝搬した光は、斜めにカ
ットされた各基板４１の他方の端面から出射して拡散板
３に入射し、効率良く拡散光を発生させる。Next, a fourth embodiment corresponding to claim 4 will be described. FIG. 4 is a side sectional view for explaining the outline of the fourth embodiment of the present invention. The surface light source device of the embodiment shown in FIG. 4 is obtained by modifying the structure of the transparent plate 4 in the surface light source device of the first embodiment shown in FIG. That is, in this fourth embodiment, thin transparent substrates 41 made of the same material are laminated to form a transparent plate 4 having the same outer shape as that of the first embodiment.
Are configured. In this way, when the transparent plate 4 is formed by laminating the plurality of substrates 41, the light propagates through the transparent plate 4 while being efficiently totally reflected at the interface between the substrates 41. That is, each substrate 41 acts like a kind of light guide fiber to efficiently transmit light.
The light thus propagating in each substrate 41 is emitted from the other end face of each substrate 41 that is obliquely cut, enters the diffusion plate 3, and efficiently generates diffused light.
【００２１】尚、各基板４１同士は、接着材によって接
着しても良いし、積層したのち何らかの固定具で締め付
けるようにして固定しても良い。また、各基板４１の界
面を透過して透明板４の裏面に達する光も全く無い訳で
はないので、透明板４の裏面に前述の実施例と同様の反
射体６を設けると良いのは勿論である。その他の構成及
び作用については、前述の第一実施例と同様である。
尚、第二，第三実施例の透明板４についても、本実施例
と同様に複数の基板４１を積層して構成することができ
る。The substrates 41 may be adhered to each other by an adhesive material, or may be fixed by being clamped with some fixing tool after being laminated. Further, since there is no light that passes through the interface of each substrate 41 and reaches the back surface of the transparent plate 4, it is of course preferable to provide the reflector 6 similar to that in the above-mentioned embodiment on the back surface of the transparent plate 4. Is. Other configurations and operations are similar to those of the first embodiment described above.
The transparent plate 4 of the second and third embodiments can also be constructed by laminating a plurality of substrates 41 as in this embodiment.
【００２２】最後に、請求項５に対応した第五実施例に
ついて説明する。この実施例は、これまで説明した各実
施例の面状光源装置における拡散板３の構成について変
更を加えたものである。即ち、この第五実施例の拡散板
は、少なくとも一種類の有機材料の重合過程で生じた屈
折率不均一構造を有することによって、拡散作用を発揮
するものである。Finally, a fifth embodiment corresponding to claim 5 will be described. In this embodiment, the structure of the diffusion plate 3 in the planar light source device of each of the embodiments described above is modified. That is, the diffusing plate of the fifth embodiment exhibits a diffusing action by having a non-uniform refractive index structure produced in the polymerization process of at least one kind of organic material.
【００２３】前述のように、本願明細書では、「拡散」
なる用語を、不規則な表面での単なる「乱反射」と波動
光学上の「散乱」との両方の現象を含むものとして使用
している。このうち、乱反射による拡散は、拡散板の表
面等をすりガラス状にしたり、拡散板中に屈折率の異な
る粒子を分散混入させる等の方法により達成される。そ
して、分散混入させる粒子の大きさを光の波長程度の小
さなものにすれば、周知のように散乱現象が生じる。As mentioned above, in the present specification, "diffusion" is used.
Is used to include the phenomena of both "diffuse reflection" on irregular surfaces and "scattering" on wave optics. Of these, diffusion by diffused reflection is achieved by a method such as making the surface of the diffuser plate frosted glass, or dispersing and mixing particles having different refractive indexes in the diffuser plate. Then, if the size of the particles to be dispersed and mixed is made as small as the wavelength of light, a scattering phenomenon occurs as is well known.
【００２４】上記散乱を利用した拡散板では、三次元的
に分散した箇所で拡散光が発生するので、光拡散効率が
向上して輝度の高い照明を行うことができる。しかし、
光の波長程度の大きさの微粒子を拡散板の媒質中に均一
に分散させることは、実際には困難であり、ムラのない
均一な照明という点ではやや欠点がある。一方、波動光
学上の光の散乱は、周知のように、媒質中の屈折率の不
均一性によっても生じる。この場合、散乱を生じさせる
屈折率の不均一性は、有機材料の重合過程においても発
生する。In the diffusion plate utilizing the above scattering, diffused light is generated at three-dimensionally dispersed portions, so that the light diffusion efficiency is improved and illumination with high brightness can be performed. But,
It is actually difficult to uniformly disperse fine particles having a size of about the wavelength of light in the medium of the diffusion plate, and there is a slight drawback in terms of uniform illumination without unevenness. On the other hand, as is well known, the scattering of light on wave optics is also caused by the nonuniformity of the refractive index in the medium. In this case, the non-uniformity of the refractive index that causes scattering also occurs in the polymerization process of the organic material.
【００２５】例えば、第一の材料のモノマーに第二の材
料のポリマーを少量均一に溶解し、重合開始剤等を添加
する等して重合反応させるようにする。この際、第二の
材料のポリマーとポリマーとなった第一の材料との相溶
性が小さいと、第二の材料は徐々に凝縮構造を形成し、
屈折率がゆらいだ状態即ち屈折率不均一構造が生成され
る。このような材料の組み合わせとしては、例えば第一
の材料としてメチルメタクリレートのモノマーを使用
し、これに第二の材料としてのトリフルオロエチルメタ
クリレートのポリマーを０．２重量％溶解したもの等が
使用される。For example, a small amount of the polymer of the second material is uniformly dissolved in the monomer of the first material, and the polymerization reaction is performed by adding a polymerization initiator or the like. At this time, if the compatibility of the polymer of the second material and the first material that became the polymer is small, the second material gradually forms a condensed structure,
A refractive index fluctuating state or a non-uniform refractive index structure is generated. As a combination of such materials, for example, a monomer of methyl methacrylate is used as the first material, and 0.2 wt% of a polymer of trifluoroethyl methacrylate is dissolved as the second material. It
【００２６】また、第一の材料のモノマーに第二の材料
のモノマーを適量混合して重合反応を起こさせることに
よっても、上述のような屈折率不均一構造は生成され
る。即ち、第一の材料のモノマーの反応性比ｒ１と第二
の材料のモノマーの反応性比ｒ２について、ｒ１＞１且
つｒ２＜１が成立するように材料を選択しておけば、重
合反応の過程で第一の材料のモノマーは優先的に重合
し、未反応モノマー中の第二の材料の割合は次第に増大
する。第一の材料のモノマーの大半が重合すると、今度
は第二の材料のモノマーの重合する割合が増加し始め、
最終段階においては、第二の材料のポリマーのみが生成
されることになる。そして、第一の材料のポリマーと第
二の材料のポリマーとの相溶性が比較的小さければ、組
成の似たもの同士即ち第一の材料のポリマーと第二の材
料のポリマーとがそれぞれ凝縮構造を形成することにな
る。同ポリマーの屈折率が実質的に異なれば、屈折率が
ゆらいだ屈折率不均一構造が生成される。このような材
料の組み合わせとしては、第一の材料としてのメチルメ
タクリレートのモノマーと第二の材料としてのビニルベ
ンゾエートを４対１の割合で共重合させたもの等が例え
ば使用できる。The above-mentioned non-uniform refractive index structure can also be produced by mixing an appropriate amount of the monomer of the second material with the monomer of the first material to cause a polymerization reaction. That is, regarding the reactivity ratio r1 of the monomer of the first material and the reactivity ratio r2 of the monomer of the second material, if materials are selected so that r1> 1 and r2 <1 are satisfied, the polymerization reaction In the process, the monomers of the first material preferentially polymerize and the proportion of the second material in the unreacted monomer gradually increases. When most of the monomers of the first material polymerize, this time the rate of polymerization of the monomers of the second material begins to increase,
In the final stage, only the second material polymer will be produced. Then, if the compatibility between the polymer of the first material and the polymer of the second material is relatively small, those having similar compositions, that is, the polymer of the first material and the polymer of the second material are condensed structures, respectively. Will be formed. If the refractive index of the polymer is substantially different, a refractive index non-uniform structure having a fluctuating refractive index is generated. As a combination of such materials, for example, a copolymer of a monomer of methyl methacrylate as the first material and vinyl benzoate as the second material in a ratio of 4: 1 can be used.
【００２７】さらにまた、単独材料のモノマーのみを重
合させても、屈折率不均一構造を形成することができ
る。即ち、モノマーとポリマーの比重が充分に異なれ
ば、重合が進んでポリマーがある程度固くなってくる
と、残存モノマーがポリマーになった時の体積収縮部分
はいわゆるマイクロボイドとなる。このマイクロボイド
は極めて多数形成され、重合反応の結果得られるポリマ
ー内に３次元に均一分布した光散乱中心として機能する
ので、粒子を分散混入させた場合に比して特性の良い散
乱効果が得られる。Furthermore, a non-uniform refractive index structure can be formed by polymerizing only a single material monomer. That is, when the specific gravity of the monomer and the polymer are sufficiently different and the polymerization progresses and the polymer becomes hard to some extent, the volume contraction portion when the residual monomer becomes the polymer becomes a so-called microvoid. A very large number of these microvoids are formed and function as light scattering centers that are uniformly distributed in the polymer obtained as a result of the polymerization reaction. Therefore, a scattering effect with good characteristics can be obtained compared to the case where particles are dispersed and mixed. To be
【００２８】このような重合過程によって生じる屈折率
不均一構造は、重合前の分子一つ一つのレベルで均一に
溶解した状態から出発して徐々に形成されてくるもので
あるため、極めて高い均一度で不均一構造が分布したも
のとなる。そして、このような方法により拡散板を形成
すれば、極めて均一性の高い拡散効果を得ることができ
るのである。The non-uniform refractive index structure produced by such a polymerization process is gradually formed starting from a state in which it is uniformly dissolved at the level of each molecule before the polymerization, and therefore has an extremely high uniformity. The non-uniform structure is distributed once. If the diffusion plate is formed by such a method, it is possible to obtain a highly uniform diffusion effect.
【００２９】拡散板以外の構成については、前述の第一
から第四までの各実施例と同様に構成できるので、説明
は省略する。尚、上述のような第五実施例の方法により
形成した拡散板によっても、吸収等による光の損失は存
在する。従って、極めて均一性の高い拡散が得られると
はいっても、拡散導光板の全ての部分をこのような拡散
板で構成するのは得策ではなく、前述の実施例のよう
に、照明対象物から遠い位置に透明板４を配置して積み
重ねるようにするのが、最適である。尚、本願発明の面
状光源装置は、上述した液晶表示板だけでなく、他の様
々なものを照明対象物とすることが可能である。即ち、
例えばノート型のオーバーヘッドプロジェクタのよう
に、ある面内を均一に照明する必要があるものであれ
ば、どんなもので照明対象物にすることができる。Since the structure other than the diffuser plate can be the same as that of each of the first to fourth embodiments, the description thereof will be omitted. Even with the diffuser plate formed by the method of the fifth embodiment as described above, there is light loss due to absorption or the like. Therefore, although it is possible to obtain an extremely highly uniform diffusion, it is not a good idea to configure all the parts of the diffusion light guide plate with such a diffusion plate. It is optimal to arrange the transparent plates 4 at a distant position and stack them. The planar light source device of the present invention is not limited to the liquid crystal display plate described above, and various other types can be used as illumination targets. That is,
For example, as long as it is necessary to uniformly illuminate a certain surface, such as a notebook type overhead projector, the object to be illuminated can be any object.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項１に
記載の面光源装置によれば、拡散板中で拡散した光は、
透明板中を再度透過することなくそのまま出射して、照
明対象物を照明する。従って、従来のように拡散した光
が再度透明板を透過することによる光の損失が無くな
り、光の利用効率を高くすることができる。また、請求
項２に記載の面光源装置によれば、二本の棒状光源を使
用し、拡散導光板の両端面から光が入射するので、さら
に輝度の高い装置にすることができる。また、請求項３
に記載の面光源装置によれば、上記請求項１又は２の効
果に加え、透明板と拡散板との間に入射角補正部材が配
置されているので、拡散板に光を効率良く入射させるこ
とができ、光の利用効率をさらに高くすることができる
という効果が得られる。また、請求項４に記載の面光源
装置によれば、上記請求項１，２又は３の効果に加え、
薄い透明な基板を積層することにより透明板が形成され
ているので、入射した光を効率よく拡散板まで導くこと
ができ、この点で光の利用効率をさらに高くすることが
できるという効果が得られる。さらに、請求項５に記載
の面光源装置によれば、上記請求項１，２，３又は４の
効果に加え、拡散板が、有機材料の重合過程で生じた屈
折率不均一構造を有するものであるので、極めて均一性
の高い拡散効果を得ることができ、この結果、照明対象
物を極めて均一に照明することができるという効果が得
られる。As described above, according to the surface light source device of claim 1 of the present application, the light diffused in the diffuser plate is
The transparent object is emitted as it is without passing through the transparent plate again to illuminate the illumination target. Therefore, there is no light loss due to the diffused light passing through the transparent plate again as in the prior art, and the light utilization efficiency can be improved. Further, according to the surface light source device of the second aspect, since two rod-shaped light sources are used and light is incident from both end faces of the diffused light guide plate, the device can have higher brightness. Further, claim 3
According to the surface light source device described in (1), in addition to the effect of claim 1 or 2, since the incident angle correction member is arranged between the transparent plate and the diffusion plate, the light is efficiently incident on the diffusion plate. It is possible to obtain the effect that the light utilization efficiency can be further increased. According to the surface light source device of claim 4, in addition to the effects of claim 1, 2, or 3,
Since the transparent plate is formed by stacking thin transparent substrates, it is possible to efficiently guide the incident light to the diffusion plate, and in this respect, it is possible to further increase the light utilization efficiency. To be Further, according to the surface light source device of claim 5, in addition to the effect of claim 1, 2, 3 or 4, the diffuser plate has a non-uniform refractive index structure generated in the polymerization process of the organic material. Therefore, it is possible to obtain a highly uniform diffusion effect, and as a result, it is possible to obtain an effect that the illumination target can be illuminated extremely uniformly.
【図１】本願発明の第一実施例の概略を説明する側断面
図である。FIG. 1 is a side sectional view illustrating the outline of a first embodiment of the present invention.
【図２】本願発明の第二実施例の概略を説明する側断面
図である。FIG. 2 is a side sectional view for explaining the outline of the second embodiment of the present invention.
【図３】本願発明の第三実施例の概略を説明する側断面
図である。FIG. 3 is a side sectional view illustrating the outline of a third embodiment of the present invention.
【図４】本願発明の第四実施例の概略を説明する側断面
図である。FIG. 4 is a side sectional view illustrating the outline of a fourth embodiment of the present invention.
【図５】従来の面光源装置の概略を示した側断面図であ
る。FIG. 5 is a side sectional view showing an outline of a conventional surface light source device.
１ 拡散導光板 ２ 棒状光源 ３ 拡散板 ４ 透明板 ７ 入射角補正部材 ８ 基板 1 Diffuse light guide plate 2 Rod-shaped light source 3 Diffuser plate 4 Transparent plate 7 Incident angle correction member 8 Substrate
Claims (5)
照明対象物から遠い側に位置し裏側にシート状の反射体
が設けられた透明板とを積み重ねて構成した拡散導光板
と、この拡散導光板の一つの端面に沿って配置した棒状
光源とを具備し、前記透明板は前記端面から入射した光
の進行に従って厚さが減少する形状を有し、前記拡散板
は前記端面から入射した光の進行に従って厚さが増加す
る形状を有するものであることを特徴とする面光源装
置。1. A diffusion light guide plate formed by stacking a diffusion plate located on the side closer to the illumination target and a transparent plate located on the side farther from the illumination target and having a sheet-shaped reflector on the back side thereof, And a rod-shaped light source arranged along one end face of the diffusion light guide plate, wherein the transparent plate has a shape whose thickness decreases as the light incident from the end face progresses, and the diffusion plate has a thickness from the end face. A surface light source device having a shape whose thickness increases as the incident light advances.
照明対象物から遠い側に位置し裏側にシート状の反射体
が設けられた透明板とを積み重ねて構成した方形な拡散
導光板と、この拡散導光板の向かい合う両端面に沿って
配置した一対の棒状光源とを具備し、前記透明板は前記
両端面から入射した光の進行に従って厚さが減少して中
央部が薄い形状を有し、前記拡散板は前記端面から入射
した光の進行に従って厚さが増加する形状を有して中央
部が厚い形状をするものであることを特徴とする面光源
装置。2. A rectangular diffusion light guide plate formed by stacking a diffusion plate located on a side closer to an illumination target and a transparent plate located on a side farther from the illumination target and having a sheet-shaped reflector on the back side. And a pair of rod-shaped light sources arranged along opposite end surfaces of the diffusion light guide plate, wherein the transparent plate has a shape in which the thickness is reduced and the central portion is thin as the light incident from the both end surfaces progresses. The surface light source device, wherein the diffuser plate has a shape in which the thickness increases as the light incident from the end surface progresses and the central portion has a thick shape.
板に入射する光の方向を補正する入射角補正部材が介在
されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の面
光源装置。3. The incident angle correction member for correcting the direction of light incident on the diffuser plate is interposed between the transparent plate and the diffuser plate. Surface light source device.
成されていることを特徴とする請求項１，２又は３に記
載の面光源装置。4. The surface light source device according to claim 1, wherein the transparent plate is formed by laminating transparent substrates.
材料の重合過程で生じた屈折率不均一構造を有するもの
であることを特徴とする請求項１，２，３又は４項記載
の面光源装置。5. The surface according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the diffusion plate has a non-uniform refractive index structure generated in a polymerization process of at least one kind of organic material. Light source device.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30582393A JP3452077B2 (en) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | Surface light source device |
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| US09/132,138 US6290364B1 (en) | 1993-04-05 | 1998-08-10 | Surface light source device |
| US09/132,136 US6152570A (en) | 1993-11-11 | 1998-08-10 | Surface light source device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |