JPH1123850A - Surface light emission device - Google Patents

Surface light emission device

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Publication number
JPH1123850A
JPH1123850A JP9173781A JP17378197A JPH1123850A JP H1123850 A JPH1123850 A JP H1123850A JP 9173781 A JP9173781 A JP 9173781A JP 17378197 A JP17378197 A JP 17378197A JP H1123850 A JPH1123850 A JP H1123850A
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JP
Japan
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light
light guide
incident
refractive index
wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP9173781A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takenobu Hatasawa
剛信 畠澤
Takashi Watanabe
貴志 渡邉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP9173781A priority Critical patent/JPH1123850A/en
Publication of JPH1123850A publication Critical patent/JPH1123850A/en
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To actualize the liquid crystal display device which can convert the lover part of light made incident on the polarizing plate of a liquid crystal cell into one polarized light, has high luminance, gives a feeling of superior picture quality. SOLUTION: This device is equipped with a light guide body 1 which has an interface between two kinds of material having mutually different refractive indexes and separates unpolarized light into an S and a P wave, a linear light source 2 which is arranged nearby the incidence surface of the light guide body 1, and a 1/4-wavelength plate and a mirror 5 which are arranged nearby the opposite end surface of the light guide body 1 from its incidence surface to convert the majority of the light made incident on the polarizing plate of the liquid crystal display device into one polarized light uniformly, thereby suppressing the absorption of the light by the polarizing plate. Further, a reflection preventing means is arranged on the light projection surface 1b of the light guide body 1 to reduce the reflection loss on the interface between the light guide and air. Further, the uniformity of a light projection distribution in a plane is increased by devising the arrangement density of the interface between the two kinds of material of the light guide body 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光灯等の出力光
のような、無偏光の光を光源とする面状発光装置に関
し、さらに詳しくは液晶表示装置のバックライトに用い
られる面状発光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar light emitting device using non-polarized light as a light source, such as output light from a fluorescent lamp, and more particularly, to a planar light emitting device used for a backlight of a liquid crystal display device. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、液晶表示装置のバックライトの出
力光は、光拡散シートやプリズムシート等によって拡散
・集光されるため、画面を見る人にとっては非常に明る
く、見やすいように設計されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, output light of a backlight of a liquid crystal display device is diffused and condensed by a light diffusion sheet, a prism sheet, or the like. I have.

【0003】しかし、バックライトの出射光が画面を見
る人に直に飛び込んでくるわけではなく、偏光板や液晶
セルを通過する際に光の吸収があり、実際には、その透
過後の光を見ているわけで、バックライトの光と画面を
通して見る光にはその光量に大きな差が生じている。
[0003] However, the light emitted from the backlight does not directly enter the viewer of the screen, but is absorbed when passing through a polarizing plate or a liquid crystal cell. Therefore, there is a large difference between the amount of light between the backlight and the light seen through the screen.

【0004】特に、偏光板を通過する際には、互いに直
交するP波及びS波のうちの一方だけが透過し、他方が
偏光板によって吸収されてしまうため、入射光のうちの
50%以上の光を損失する。
In particular, when passing through a polarizing plate, only one of the P wave and the S wave which are orthogonal to each other is transmitted, and the other is absorbed by the polarizing plate. Of light.

【0005】これを解消するため、従来、偏光分離手段
と位相変換手段を用い、偏光板に入射させる光を予め偏
光させておくことで、その偏光板における光透過率を高
めて光利用効率を向上させる技術が提案されている。
In order to solve this problem, conventionally, by using a polarization splitting means and a phase converting means and preliminarily polarizing light to be incident on a polarizing plate, the light transmittance of the polarizing plate is increased and the light use efficiency is improved. Techniques for improving have been proposed.

【0006】その一例として、特開平7−64085号
公報には、プリズムアレイの凹凸面に誘電体干渉膜を1
層以上積層して偏光分離器を構成し、これを導光体の光
出射面側に配置したものが提案されている。この技術に
よれば、導光体から出射された光は、プリズムアレイと
誘電体干渉膜との界面、誘電体干渉膜とその上に積層さ
れた誘電体干渉膜との界面でS波とP波とに分離され、
そのうちの一方の偏光(P波)は偏光分離器を透過し、
他方の偏光(S波)は全反射を繰り返して導光体側に戻
され、さらにその戻された光が再び光拡散シートや導光
体のドット印刷部に当たって拡散され、その過程で偏光
が無偏光になって再利用される。従って、この提案技術
では、S波、P波の分離は完全ではないものの、一方の
偏光が多く出射されるので、偏光板を透過する光の量を
多くすることができる。
As one example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-64085 discloses that a dielectric interference film is provided on the uneven surface of a prism array.
There has been proposed a structure in which a polarization separator is formed by laminating a plurality of layers, and the polarization separator is arranged on the light emitting surface side of the light guide. According to this technique, the light emitted from the light guide is S-wave and P-wave at the interface between the prism array and the dielectric interference film, and at the interface between the dielectric interference film and the dielectric interference film laminated thereon. Separated into waves and
One of the polarizations (P wave) is transmitted through the polarization separator,
The other polarized light (S-wave) repeats total reflection and returns to the light guide side, and the returned light again strikes the light diffusion sheet or the dot printing portion of the light guide and is diffused. And reused. Therefore, in this proposed technique, although the separation of the S wave and the P wave is not perfect, one of the polarized lights is emitted in a large amount, so that the amount of light transmitted through the polarizing plate can be increased.

【0007】また、特開平6−27420号公報には、
入射光を偏光ビームスプリッタでS波とP波とに分離
し、このうちのS波を1/2波長板に通してP波に変換
した後、コンデンサレンズで元のP波と合成したうえで
凹面鏡により液晶セルに入射させるようにした技術が開
示されている。これによれば、入射光に含まれていたS
波がP波に変換されて元のP波と合成された上で液晶セ
ルに入射されるので、有効に利用される偏光(この場合
はP波)の割合を高めることができる。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-27420 discloses that
The incident light is separated into an S wave and a P wave by a polarizing beam splitter, and the S wave is converted into a P wave by passing through a half-wave plate, and then combined with the original P wave by a condenser lens. There has been disclosed a technology in which a concave mirror is used to make the light enter a liquid crystal cell. According to this, S included in the incident light
Since the wave is converted into a P-wave and combined with the original P-wave before being incident on the liquid crystal cell, the ratio of the polarization (P-wave in this case) that is effectively used can be increased.

【0008】以上のように、これらの提案技術では、バ
ックライトの出射光が導光体を通過する際に、P波また
はS波のいずれか一方の偏光のみを透過し、他方の偏光
を吸収するという方法により、偏光板に入射する光を予
めP波またはS波に統一するか、あるいは大部分を片方
の偏光として偏光板に入射させることで、従来吸収され
ていた光を有効に利用し、高輝度化・低消費電力化をは
かっている。
As described above, according to these proposed technologies, when the light emitted from the backlight passes through the light guide, only the polarized light of either the P wave or the S wave is transmitted, and the other polarized light is absorbed. In this method, the light incident on the polarizing plate is previously unified into P-waves or S-waves, or most of the light is incident on the polarizing plate as one polarized light, so that the conventionally absorbed light can be effectively used. And high brightness and low power consumption.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した提
案技術のうち、特開平7−64085号公報に記載の技
術では、導光体から出た光がプリズムアレイに対して垂
直に入射されることが前提となっているが、実際には、
導光体とプリズムアレイとの間に配置された拡散シート
を通過した光は拡散光で、その拡散光の中にはプリズム
アレイに垂直に入射されないものが多く含まれているた
め、効率が非常に悪い。また、界面でのS波とP波の分
離は媒質の屈折率差にもよるが、高々数%程度のS波を
取り除いて再利用する程度にすぎない。すなわち、僅か
数回の反射・透過を繰り返すだけではS波とP波とを十
分に分離することはできない。
By the way, among the above-mentioned proposed technologies, in the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-64085, light emitted from a light guide is vertically incident on a prism array. Is assumed, but in practice,
Light that has passed through the diffusion sheet disposed between the light guide and the prism array is diffused light, and many of the diffused light are not incident perpendicularly to the prism array. Bad. Further, the separation of the S-wave and the P-wave at the interface depends on the refractive index difference of the medium. That is, it is not possible to sufficiently separate the S wave and the P wave by repeating the reflection and transmission only a few times.

【0010】一方、特開平6−27420号公報に記載
の技術では、S波とP波を分離すること、及びS波をP
波に変換して元のP波と合成することはできるが、凹面
鏡とコンデンサレンズとの間、及び凹面鏡と液晶セルと
の間にそれぞれ一定の距離を確保する必要があるととも
に、ビームスプリッタやコンデンサレンズ等の高価な光
学部品が必要となるため、液晶表示装置のバックライト
には適さない。しかも、凹面鏡で反射する際に偏光がず
れるので、実用化する場合には偏光のずれを補正する位
相板が必要になる。
On the other hand, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-27420, the S wave and the P wave are separated, and the S wave is
Although it can be converted to a wave and synthesized with the original P wave, it is necessary to secure a certain distance between the concave mirror and the condenser lens, and between the concave mirror and the liquid crystal cell, respectively, as well as a beam splitter and a condenser. Since expensive optical components such as lenses are required, they are not suitable for a backlight of a liquid crystal display device. In addition, since the polarization shifts when reflected by the concave mirror, a phase plate for correcting the polarization shift is required for practical use.

【0011】さらにこれらの技術によれば、無偏光がS
波とP波に分離された後に媒質を通過する際、せっかく
分離した直線偏光であるS波とP波が媒質中の位相差に
よって楕円偏光や円偏光になってしまうという問題があ
る。
Further, according to these techniques, the unpolarized light is S
When passing through a medium after being separated into a wave and a P-wave, there is a problem that the S-polarized wave and the P-wave, which are linearly separated light, become elliptically polarized light or circularly polarized light due to a phase difference in the medium.

【0012】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、液晶セルの偏光板に入射する光の大部分を1つ
の偏光に変換することができ、もって高輝度で画質感に
優れた液晶表示装置を実現することが可能な面状発光装
置の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and is capable of converting most of light incident on a polarizing plate of a liquid crystal cell into one polarized light, thereby providing high brightness and excellent image quality. It is an object of the present invention to provide a planar light emitting device capable of realizing a liquid crystal display device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本願の各発明に係る面状発光装置は、それぞれ、次
のように構成したことを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the planar light emitting devices according to the invention of the present application are characterized in that they are configured as follows.

【0014】まず、第1の発明(請求項1に記載の発
明)の面状発光装置は、屈折率の異なる2種類の材料に
よる界面が、入射光に対してブリュースタ条件を満たす
よう、厚み方向に対して30°〜60°の傾斜で多数配
置されているとともに、一方の端面が入射面とされ、か
つ、この入射面と直交する面のうち1つの面が光出射面
とされており、この入射面からの入射光を偏波面が互い
に直交する第1、第2の偏光に高効率に分離し、第1の
偏光を光出射面から出射させ、第2の偏光を上記入射面
とは反対側の端面側に向けて進行させる導光体と、この
導光体の入射面近傍に配置された光源と、光源を覆うリ
フレクタと、光の進行方向に平行な側端面2面に配置さ
れたミラーと、上記導光体を透過した第2の偏光の偏波
面を90°回転させ、この光を導光体に再入射させるた
めに、光源と反対側の側端面に配置された1/4波長板
と、1/4波長板の外側に配置されたミラーと、導光体
の光出射面に配置された反射防止手段を備えていること
によって特徴づけられる。
First, in the planar light emitting device according to the first invention (the invention described in claim 1), the thickness of the interface between the two types of materials having different refractive indexes is adjusted so that the Brewster condition is satisfied with respect to incident light. Many are arranged at an angle of 30 ° to 60 ° with respect to the direction, and one end surface is an incident surface, and one of the surfaces orthogonal to the incident surface is a light emitting surface. The incident light from the incident surface is efficiently separated into first and second polarized lights whose polarization planes are orthogonal to each other, the first polarized light is emitted from the light exit surface, and the second polarized light is Is a light guide that travels toward the opposite end face side, a light source disposed near the incident surface of the light guide, a reflector that covers the light source, and two side end faces that are parallel to the light traveling direction. The rotated mirror and the polarization plane of the second polarized light transmitted through the light guide are rotated by 90 °,再 wavelength plate disposed on the side end face opposite to the light source, a mirror disposed outside the 波長 wavelength plate, It is characterized by having anti-reflection means arranged on the exit surface.

【0015】また、第2の発明(請求項5に記載の発
明)の面状発光装置は、屈折率の異なる2種類の材料に
よる界面が、入射光に対してブリュースタ条件を満たす
よう、厚み方向に対して30°〜60°の傾斜で多数配
置されているとともに、一方の端面が入射面とされ、か
つ、この入射面と直交する面のうち1つの面が光出射面
とされており、この入射面からの入射光を偏波面が互い
に直交する第1、第2の偏光に高効率に分離し、第1の
偏光を光出射面から出射させ、第2の偏光を上記入射面
とは反対側の端面側に向けて進行させる導光体と、この
導光体の入射面近傍に配置された光源と、光源を覆うリ
フレクタと、光の進行方向に平行な側端面2面に配置さ
れたミラーと、上記導光体を透過した第2の偏光の偏波
面を90°回転させ、この光を導光体に再入射させるた
めに、光源と反対側の側端面に配置された1/4波長板
と、1/4波長板の外側に配置されたミラーによって構
成されているとともに、上記導光体の2種の材料による
界面の配置密度が、導光体の入射面及びこれに対向する
反対側の側端面からそれぞれ中央部に向かうに従って順
次に高くなるように構成されていることによって特徴づ
けられる。
Further, in the planar light emitting device according to the second invention (the invention according to claim 5), the thickness of the interface between the two materials having different refractive indices is such that the interface satisfies the Brewster condition with respect to incident light. Many are arranged at an angle of 30 ° to 60 ° with respect to the direction, and one end surface is an incident surface, and one of the surfaces orthogonal to the incident surface is a light emitting surface. The incident light from the incident surface is efficiently separated into first and second polarized lights whose polarization planes are orthogonal to each other, the first polarized light is emitted from the light exit surface, and the second polarized light is Is a light guide that travels toward the opposite end face side, a light source disposed near the incident surface of the light guide, a reflector that covers the light source, and two side end faces that are parallel to the light traveling direction. The rotated mirror and the polarization plane of the second polarized light transmitted through the light guide are rotated by 90 °, In order to re-enter the light into the light guide, a て い る wavelength plate disposed on the side end face opposite to the light source, and a mirror disposed outside the 波長 wavelength plate, The configuration is such that the arrangement density of the interface between the two materials of the light guide gradually increases from the entrance surface of the light guide and the opposite side end surface facing the light guide toward the center. Characterized by

【0016】なお、本願の各発明の面状発光装置におい
て、導光体の光出射面の裏面に当たる底面に、反射シー
トまたは反射板等のミラーを配置しておくことが、輝度
の向上をはかる上で好ましい。
In the planar light emitting device of each invention of the present application, it is possible to improve the brightness by disposing a mirror such as a reflection sheet or a reflection plate on the bottom surface corresponding to the back surface of the light emitting surface of the light guide. Preferred above.

【0017】ここで、本願の各発明に用いられる導光体
は、光源から入射した自然偏光(無偏光)をS波とP波
に分離する偏光分離手段の主要部として機能し、また、
1/4波長板は、互いに直交する直線偏光の一方を他方
に変換する偏光変換手段として機能する。さらに、反射
防止手段は、S波またはP波の一方の偏光(S波)の出
光成分が導光体を構成する樹脂と空気との界面を通過し
て出力するときの下面での反射によるロスを低減する目
的で配置される。
Here, the light guide used in each invention of the present application functions as a main part of polarization separation means for separating natural polarized light (non-polarized light) incident from the light source into S wave and P wave.
The quarter-wave plate functions as polarization conversion means for converting one of linearly polarized lights orthogonal to each other to the other. Further, the anti-reflection means may be configured to reduce the loss due to reflection at the lower surface when the outgoing light component of one of the S wave or the P wave (S wave) passes through the interface between the resin constituting the light guide and the air and is output. It is arranged for the purpose of reducing.

【0018】次に、これらについて更に詳しく説明す
る。 (1)導光体について 本発明に用いる導光体はサイドライト型バックライトを
イメージするもので、2種類以上の透明な媒質、例えば
アクリル、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリサ
ルフォン、PET、またはシリコン系樹脂等の透明樹脂
で構成する。また形状的には、互いに屈折率の異なる2
種類の連続した略W字状の透明樹脂層を交互に複数層積
層し、最外部の凹凸を埋めて平坦な光出射面を形成した
シート状もしくは直方体状の導光体、あるいは片面に断
面略三角形の凹凸が多数形成された一対の樹脂シート
を、その両シートの凹凸が一定の間隔をあけて互いにか
み合った状態となるように対向配置し、かつ、それらの
シート間に同シートとは異なる屈折率を持つ透明樹脂を
充填して形成される導光体、または、屈折率の異なる2
種類の材料による界面を、入射光に対してブリュースタ
条件を満たすように厚み方向に対して30°〜60°の
傾斜で多数配置するために、上記2種類の材料を導光体
の厚み方向に対して傾斜した状態で交互に多数積層する
ことにより形成したシート状もしくは直方体状の導光
体、及びこれらを厚み方向に対して複数層積層して得ら
れる導光体が挙げられる。
Next, these will be described in more detail. (1) Light guide The light guide used in the present invention is an image of a sidelight type backlight, and is composed of two or more transparent media, for example, acrylic, acrylic resin, polycarbonate, polysulfone, PET, or silicon. It is made of transparent resin such as resin. Further, in terms of shape, 2 having different refractive indexes from each other.
A sheet-like or rectangular parallelepiped light guide in which a plurality of types of continuous substantially W-shaped transparent resin layers are alternately laminated to form a flat light emission surface by filling the outermost irregularities, or a cross-sectional outline on one surface A pair of resin sheets on which a large number of triangular irregularities are formed are arranged to face each other so that the irregularities of the two sheets are engaged with each other at a certain interval, and the sheet is different from the same sheet. A light guide formed by filling a transparent resin having a refractive index, or a light guide having a different refractive index.
In order to arrange a large number of interfaces made of different kinds of materials at an inclination of 30 ° to 60 ° with respect to the thickness direction so as to satisfy the Brewster condition with respect to incident light, the above two kinds of materials are arranged in the thickness direction of the light guide. And a sheet-shaped or rectangular parallelepiped light guide formed by alternately stacking a large number of them in a state inclined with respect to the light guide, and a light guide obtained by stacking a plurality of these layers in the thickness direction.

【0019】次に、導光体による偏光分離の原理を説明
する。なお、以下では第1の発明の導光体を例にとって
説明するが、第2の発明における導光体により偏光分離
の原理も、基本的には第1の発明の場合と同様である。
Next, the principle of polarization separation by the light guide will be described. Although the light guide of the first invention will be described below as an example, the principle of polarization separation by the light guide of the second invention is basically the same as that of the first invention.

【0020】まず、媒質Aに自然偏光が垂直入射する
と、この入射光は、ブリュースタ条件を満たすように厚
み方向に対して30°〜60°の傾斜で配置された斜面
にあたる媒質Bとの界面で反射されるかまたは界面を透
過する。その界面で反射された反射光は数%程度である
が、界面に入射したときの角度がブリュースタ条件を満
たす角度であればS偏光のみが光出射面側に反射され
る。
First, when naturally polarized light is perpendicularly incident on the medium A, the incident light is incident on the interface with the medium B on a slope arranged at an angle of 30 ° to 60 ° with respect to the thickness direction so as to satisfy the Brewster condition. Reflected at or transmitted through the interface. Although the reflected light reflected at the interface is about several percent, only the S-polarized light is reflected toward the light exit surface if the angle at the interface satisfies the Brewster condition.

【0021】一方、媒質A、Bの界面を透過した透過光
は、S波が若干減少したS波とP波の両方を含む自然偏
光であるが、次の媒質Aと媒質Bの界面で再びS波だけ
が数%分離され下面側に反射され、下面のミラーで出射
面側に再び反射される。これを繰り返してS波だけが光
出射面に垂直な方向に出射され、透過光の方は順次媒質
Aと媒質Bの界面でS波を減少させてゆくため、最終的
にはP波だけが、導光体の側端面(蛍光管からの光を入
射する入射面の反対側の端面)に透過して残る。こうし
てS波とP波を完全に分離することができる。
On the other hand, the transmitted light transmitted through the interface between the mediums A and B is naturally polarized light containing both S-waves and P-waves whose S-waves are slightly reduced. Only the S wave is separated by several percent and reflected on the lower surface side, and is reflected again on the exit surface side by the lower mirror. By repeating this, only the S-wave is emitted in the direction perpendicular to the light emitting surface, and the transmitted light gradually reduces the S-wave at the interface between the medium A and the medium B. , And remain on the side end surface of the light guide (the end surface opposite to the incident surface on which light from the fluorescent tube is incident). Thus, the S wave and the P wave can be completely separated.

【0022】なお、ブリュースタ角とは、ある媒質から
別の媒質に光が入射する場合において入射光のうちS波
のみを反射する角度のことで、その角度は媒質の屈折率
によって決まる。すなわち、媒質Aから媒質Bに光が入
射する場合において、媒質Aの屈折率nA 、媒質Bの屈
折率nB とすると、これら屈折率とブリュースタ角φと
の間には、次式(1)の関係が成立する。
The Brewster angle refers to the angle at which only S waves of incident light are reflected when light enters from one medium to another medium, and the angle is determined by the refractive index of the medium. That is, when light is incident on the medium B from the medium A , assuming that the refractive index of the medium A is n A and the refractive index of the medium B is n B , the following expression (Brewster angle φ) is obtained between these refractive indexes and Brewster angle φ The relationship of 1) is established.

【0023】tanφ=nA /nB ・・・・(1) ここで、本発明において、導光体の2つの媒体の界面の
傾斜角度は30°〜60°とする。その理由は、光源で
ある蛍光管からの光が広がりをもった光であるため、ブ
リュースタ角になる角度が1つに定まらないためであ
る。ただし、蛍光管からの光が一番多く導光体内に入射
する角度は入射面に垂直な方向であり、また光をディス
プレイ垂直方向に出射するために媒体A、Bの界面の傾
斜角度は45°にすることが望ましい。
Tan φ = n A / n B (1) Here, in the present invention, the inclination angle of the interface between the two media of the light guide is 30 ° to 60 °. The reason is that since the light from the fluorescent tube, which is the light source, is light having a spread, the angle at which the Brewster angle becomes one cannot be determined. However, the angle at which the most light from the fluorescent tube enters the light guide is the direction perpendicular to the plane of incidence, and the angle of inclination of the interface between the media A and B is 45 to emit light in the vertical direction of the display. ° is desirable.

【0024】さらに付け加えれば、ブリュースタ角が4
5°となる2種類の媒質の屈折率差は0であるが、この
場合、界面が存在しなくなる。そこで限りなく屈折率差
を近づける方法もあるが、もともと蛍光管からの光があ
る程度広がりをもった拡散光なので、入射角が30°〜
60°の範囲で80%以上の偏光分離を実現できる屈折
率差Δn<0.6で十分であり、かつ、そうすることが
望ましい。 (2)1/4波長板について 本発明では、最終的に液晶表示装置の入射側偏光板に入
射させる光をS波またはP波のいずれかに揃えるため偏
光変換手段として1/4波長板を用いる。
Further, the Brewster angle is 4
The refractive index difference between the two types of media, which is 5 °, is 0, but in this case, no interface exists. Therefore, there is a method of reducing the refractive index difference as much as possible. However, since the light from the fluorescent tube is diffused light with a certain degree of spread, the incident angle is 30 ° or more.
A refractive index difference Δn <0.6 that can realize polarization separation of 80% or more in the range of 60 ° is sufficient, and it is desirable to do so. (2) Quarter-Wave Plate In the present invention, a quarter-wave plate is used as polarization conversion means in order to align the light finally incident on the incident-side polarizing plate of the liquid crystal display device to either an S-wave or a P-wave. Used.

【0025】一般に、S波またはP波の一方を他方に変
換するには1/2波長板を用いればよいが、本発明にお
いては、導光体の光出射面からS波を出射して、その光
出射面側に備えられる液晶表示装置の偏光板に入射させ
る必要があるため、1/4波長板を導光体の入射面とは
反対側の側端面に取り付け、その外側にミラーを配置し
た構造とする。
In general, a half-wave plate may be used to convert one of the S wave and the P wave into the other. In the present invention, the S wave is emitted from the light emitting surface of the light guide, and Since it is necessary to make the light incident on the polarizing plate of the liquid crystal display device provided on the light emitting surface side, a quarter-wave plate is attached to the side end surface of the light guide opposite to the incident surface, and a mirror is arranged outside the end surface. Structure.

【0026】このようにすると、偏光分離層である媒質
A,Bの界面を順次透過したP波は1/4波長板を通過
した後にミラーで反射され、その反射光が再び1/4波
長板を通過するから、結局は1/2波長板を通過するこ
とになる。
In this way, the P-waves sequentially transmitted through the interface between the mediums A and B, which are the polarization separation layers, are reflected by the mirror after passing through the quarter-wave plate, and the reflected light is again reflected by the quarter-wave plate. , And eventually passes through a half-wave plate.

【0027】そして、1/4波長板でS波に変換された
光は、導光体の1/4波長板側の側端面から導光体内に
再び入射されるが、このときの入射光はS波のみとなる
ので両媒質A,Bの界面で数%づつ反射されて直接光出
射面から出射されるか、その光出射面とは反対側に位置
する導光体裏面のミラーによって反射されたうえで光出
射面から出射される。
The light converted into the S-wave by the quarter-wave plate is re-entered into the light guide from the side end face of the light guide on the quarter-wave plate side. Since only the S wave is present, the light is reflected at the interface between the two media A and B by several percent and is emitted directly from the light emission surface, or is reflected by the mirror on the back surface of the light guide opposite to the light emission surface. Then, the light is emitted from the light emitting surface.

【0028】ここで、本発明において、導光体裏面に配
置するミラーとして、頂角がおおむね90°のプリズム
シート(反射シート)を使用すれば、金属で構成される
ミラーに対して吸収ロスが少なくて済むので、多くの光
を光出射面から出射させることができる。なお、プリズ
ムシートの頂角を90°より僅かに大きくすれば、出射
光の放射角分布を広げることができ、表示素子としての
視野角を広げることもできる。 (3)反射防止手段について 反射防止手段は、最終的に、一方の偏光(S波)に揃え
られた出力光成分が導光体を構成する樹脂と空気の界面
を通過して出射するときの界面での反射によるロスを低
減する目的で配置される。例えば、導光体を構成する樹
脂の屈折率から空気層の屈折率へ連続的に屈折率が変化
する層を、導光体の光出射面に形成することができれ
ば、光が界面として認識できる層がなくなるので、出射
方向を向いた光の全てを取り出すことが原理上可能とな
る。
Here, in the present invention, if a prism sheet (reflection sheet) having an apex angle of about 90 ° is used as a mirror disposed on the back surface of the light guide, absorption loss is smaller than that of a mirror made of metal. Since only a small amount is required, more light can be emitted from the light emission surface. If the vertex angle of the prism sheet is slightly larger than 90 °, the emission angle distribution of the emitted light can be widened, and the viewing angle as a display element can be widened. (3) Anti-reflection means The anti-reflection means is used when the output light component finally adjusted to one polarized light (S wave) passes through the interface between the resin constituting the light guide and air and exits. It is arranged for the purpose of reducing loss due to reflection at the interface. For example, if a layer in which the refractive index changes continuously from the refractive index of the resin constituting the light guide to the refractive index of the air layer can be formed on the light exit surface of the light guide, light can be recognized as an interface. Since there is no layer, it is possible in principle to extract all the light directed in the emission direction.

【0029】実際は、屈折率が1.3〜1.4のフッ素
系アクリル樹脂からなる層を光出射方向の最上層とし、
そこへ向けて導光体を構成する樹脂の屈折率から厚み方
向に徐々に変化する屈折率を有する層を反射防止層とし
て形成することなどが現実として有効な手段の一つと考
えられる。
In practice, a layer made of a fluorine-based acrylic resin having a refractive index of 1.3 to 1.4 is the uppermost layer in the light emitting direction,
Forming a layer having a refractive index gradually changing in the thickness direction from the refractive index of the resin constituting the light guide toward the light guide as the antireflection layer is considered to be one of effective means in practice.

【0030】また、図1に示すような、光の波長以下の
ピッチでの幾何学形状を利用することで現れる、擬似的
な傾斜屈折率を利用することもできる。この際、使用す
る波長と同程度すなわち可視光域の場合、およそ0.5
μmから効果が現れる。より効果的には使用する最短波
長の1/4以下が望ましい。そうすることで散乱・回折
等を起こさずに効果的に反射防止を行うことができる。
従って、幾何学形状(三角形凹凸)ピッチは0.5μm
以下が好ましく、より好ましくは0.1μm以下が良
い。また、加工技術及びコスト上の問題から0.05μ
m以下のピッチは現実的ではない。以上のことから、幾
何学形状のピッチは0.05μm〜0.5μmの範囲、
より好ましくは0.05μm〜0.1μmの範囲が良
い。
Further, it is also possible to use a pseudo-gradient refractive index which appears when using a geometrical shape with a pitch equal to or less than the wavelength of light as shown in FIG. At this time, in the case of the same wavelength as the wavelength used, that is, in the visible light range, about 0.5
The effect appears from μm. More effectively, it is desirable that the wavelength be 1/4 or less of the shortest wavelength used. By doing so, it is possible to effectively prevent reflection without causing scattering and diffraction.
Therefore, the geometrical shape (triangle unevenness) pitch is 0.5 μm
Or less, more preferably 0.1 μm or less. In addition, due to problems in processing technology and cost, 0.05μ
A pitch less than m is not practical. From the above, the pitch of the geometric shape is in the range of 0.05 μm to 0.5 μm,
More preferably, the range is 0.05 μm to 0.1 μm.

【0031】なお、参考までに、図1に示す幾何学形状
で傾斜屈折率が得られる原理を簡単に説明する。まず、
波長より小さい1次元周期構造に対して光が進行してき
た場合、光はその周期に対して回折や散乱を起こさず、
均質な屈折率を持つ媒体を通過するかのようにふるまう
ことが一般に知られている。例えば、本発明のように三
角形状が連続して周期構造をなす場合は、その稜線に対
して垂直・平行な方向に振動する光に対して、それぞれ
の光が影響を受ける屈折率を概算することができる。
For reference, the principle of obtaining a gradient refractive index with the geometrical shape shown in FIG. 1 will be briefly described. First,
When light travels on a one-dimensional periodic structure smaller than the wavelength, the light does not cause diffraction or scattering for that period,
It is generally known to behave as though it passes through a medium having a homogeneous refractive index. For example, when the triangular shape forms a periodic structure continuously as in the present invention, for light oscillating in a direction perpendicular / parallel to the ridge line, an approximate refractive index of each light is estimated. be able to.

【0032】ここで、図1(a)に示すモデルように、
周期構造を構成する媒体の厚み及びそれに対応する空間
の厚みが段階的に変化するものと考えると、そのとき光
が感じる屈折率はそれぞれ各段階ごとに算出でき、それ
らの各屈折率は、図1(a)に示すように、あたかも屈
折率の異なる薄層を積層した光学媒体のようになる。
Here, as shown in the model of FIG.
Assuming that the thickness of the medium constituting the periodic structure and the thickness of the space corresponding thereto change stepwise, the refractive index felt by the light at that time can be calculated for each step, and the respective refractive indices are shown in FIG. As shown in FIG. 1A, it is as if an optical medium in which thin layers having different refractive indexes are laminated.

【0033】実際の系は、図1(b)のように三角形状
が連続した周期構造であるので、光にとっては屈折率が
徐々に連続的に変化する媒体のようになって原理上は界
面が存在しなくなり、結果として、入射光の100%が
反射ロスなく透過することができる。 (4)その他について 面状発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用い
るためには、導光体の光出射面から出射される光の分布
をできるだけ均一にする必要がある。好ましくは、光出
射面の端部もしくは周辺部と中央部とで輝度差が10%
以内である。
Since the actual system has a periodic structure in which triangular shapes are continuous as shown in FIG. 1 (b), light is like a medium whose refractive index changes gradually and continuously. Is eliminated, and as a result, 100% of the incident light can be transmitted without reflection loss. (4) Others In order to use the planar light emitting device as a backlight of a liquid crystal display device, it is necessary to make the distribution of light emitted from the light emitting surface of the light guide as uniform as possible. Preferably, the luminance difference between the end or the peripheral part and the central part of the light emitting surface is 10%.
Within.

【0034】第1の発明の場合、2つの媒質A、Bの界
面での反射率は一定であり、導光体の入射面側から遠ざ
かるにつれてS波が減少するから、それに伴って出射光
も減少する。導光体の入射面とその反対側では、導光体
から出た光がミラーにより反射されて再び導光体内に戻
ってくる際に行きと帰りで1/4波長板を通過すること
によりP波がS波に変換されるから、再びS波が増加し
て明るくなるが、光源側の入射面に近づくにつれて暗く
なる。従って、導光体の出射面から出射される光は、導
光体の入射面からその反対側の側端面に向けて進行する
光(行きの光)と、ミラーで反射されて入射面側に戻っ
てくる光(帰りの光)とを合成したものとなり、その出
光特性は、光出射面の端部に比べて中央部が暗い図2及
び図3のグラフに示すように分布となる。
In the case of the first invention, the reflectance at the interface between the two media A and B is constant, and the S-wave decreases as the distance from the incident surface side of the light guide increases. Decrease. On the incident surface of the light guide and on the opposite side, when the light emitted from the light guide is reflected by the mirror and returns to the light guide again, it passes through the quarter-wave plate in going and returning. Since the waves are converted into S waves, the S waves increase again and become brighter, but become darker as approaching the light source side incident surface. Therefore, the light emitted from the light exit surface of the light guide is light traveling toward the opposite side end surface from the light incident surface of the light guide (going light) and reflected by the mirror to the light incident surface side. The return light (return light) is synthesized, and the light emission characteristic has a distribution as shown in the graphs of FIGS. 2 and 3 where the center is darker than the end of the light exit surface.

【0035】これを解消するため、第2の発明では、前
記したように、導光体に設ける媒質Aと媒質Bの界面の
配置密度を、導光体の入射面及びこれに対向する反対側
の側端面からそれぞれ中央部に向かうに従って高くす
る、という構成を採用することで、均一な出光分布が得
られるようにしている。
In order to solve this problem, in the second invention, as described above, the arrangement density of the interface between the medium A and the medium B provided in the light guide is adjusted by changing the arrangement density of the light guide into the light incident surface and the opposite side facing the light guide. A uniform light emission distribution is obtained by adopting a configuration in which the height is increased from the side end surfaces toward the center.

【0036】その具体的な手段としては、図12に例示
するように、2種類の媒質110aと110bの界面を
連続的かつ均一に配置するのではなく、途中に傾斜面が
ない領域を設けるとともに、その領域間の界面の数を、
導光体101の両側端面101a,101cから中央部
に向かうに従って段階的に多くするという構成、あるい
は図13に例示するように、所定数の界面(4界面)を
1単位とする界面群を、傾斜面のない領域を挟んで配置
するとともに、それら界面群間のピッチを、導光体20
1の両側端面201a,201cから中央部に向かうに
従って段階的に狭くするといった構成が挙げられる。 <作用>光源からの光が導光体の媒質Aに入射し、おお
むねブリュースタ角となる媒質Bとの界面に当たる。そ
の結果、界面に当たった光のうち数%程度のS偏光が導
光体の光出射面側に反射されて、その光出射面の正面方
向に向けて出射される一方、残りのS偏光とP偏光は界
面を透過する。そして、次の媒質Aと媒質Bとの界面で
は、再びS偏光の一部が導光体裏面のミラーで反射さ
れ、その反射光が光出射面から正面方向に出射される。
これを繰り返すことにより、S偏光が光出射面からその
正面方向に向けて出射され透過光はP偏光のみとなる。
このP偏光は1/4波長板を通過してミラーで反射され
た後、再び1/4波長板を通過することでS偏光に変換
された状態で導光体中の両媒質A、Bを透過してゆく。
このとき、S偏光の一部が光出射面の正面方向に出射さ
れ、最終的には光出射面の正面方向には偏光軸の方向が
揃った特定成分の偏光(S波)のみが出射されることと
なる。こうして、液晶表示装置の入射側に備えられる偏
光板に対して、同偏光板を透過し得る光のみを供給する
ことができるから、従来偏光板で吸収されていた光の量
を減らすことができ、それだけ光の利用効率が高められ
ることとなる。
As a specific means, as shown in FIG. 12, the interface between the two types of media 110a and 110b is not continuously and uniformly arranged, but a region having no inclined surface is provided in the middle. , The number of interfaces between the regions,
A configuration in which the number of interfaces increases stepwise from both side end surfaces 101a and 101c of the light guide 101 toward the center, or an interface group having a predetermined number of interfaces (four interfaces) as one unit as illustrated in FIG. The light guide 20 is arranged so as to sandwich a region having no inclined surface, and the pitch between the interface groups is adjusted.
1 is gradually narrowed from both side end surfaces 201a and 201c toward the center. <Operation> Light from a light source is incident on the medium A of the light guide, and impinges on the interface with the medium B having a Brewster angle approximately. As a result, about several percent of the S-polarized light out of the light that hits the interface is reflected toward the light exit surface side of the light guide, and is emitted toward the front of the light exit surface, while the remaining S polarized light is emitted. P-polarized light passes through the interface. Then, at the next interface between the medium A and the medium B, part of the S-polarized light is reflected again by the mirror on the back surface of the light guide, and the reflected light is emitted from the light emission surface in the front direction.
By repeating this, the S-polarized light is emitted from the light emitting surface toward the front direction, and the transmitted light is only the P-polarized light.
This P-polarized light passes through a quarter-wave plate, is reflected by a mirror, and then passes through a quarter-wave plate again to be converted into S-polarized light to pass through both media A and B in the light guide. It penetrates.
At this time, a part of the S-polarized light is emitted in the front direction of the light emission surface, and finally, only the polarized light (S wave) of the specific component whose polarization axis is aligned in the front direction of the light emission surface. The Rukoto. In this way, since only light that can pass through the polarizing plate can be supplied to the polarizing plate provided on the incident side of the liquid crystal display device, the amount of light conventionally absorbed by the polarizing plate can be reduced. Therefore, the light use efficiency is improved accordingly.

【0037】さらに、導光体の光出射面側に、上述した
機能をもつ反射防止手段を配置しておくことで、最終的
に、一方の偏光(S波)に揃えられた出光成分が導光体
を構成する樹脂と空気との界面を通過して出光するとき
の、界面での反射によるロスを低減することができる。
Further, by arranging the antireflection means having the above-mentioned function on the light exit surface side of the light guide, finally, the light emission component aligned to one polarized light (S wave) is guided. Loss due to reflection at the interface when light is emitted through the interface between the resin constituting the light body and air can be reduced.

【0038】また、導光体の媒質Aと媒質Bの界面の配
置密度を、導光体の入射面及びこれに対向する反対側の
側端面からそれぞれ中央部に向かうに従って高くなるよ
うに構成することによって、導光体の光出射面における
出光分布を均一にすることができる。この場合に、さら
に、導光体の光出射面側に、上述した機能をもつ反射防
止手段を配置しておくことで、最終的に、一方の偏光
(S波)に揃えられた出光成分が導光体を構成する樹脂
と空気との界面を通過して出光するときの、界面での反
射によるロスを低減することができる。
Further, the arrangement density of the interface between the medium A and the medium B of the light guide is configured so as to increase from the entrance surface of the light guide and the side end surface opposite thereto to the center. Thereby, the light emission distribution on the light emission surface of the light guide can be made uniform. In this case, by further arranging the antireflection means having the above-described function on the light emitting surface side of the light guide, the light emission component finally aligned with one polarized light (S-wave) can be obtained. When light is emitted through the interface between the resin constituting the light guide and air, loss due to reflection at the interface can be reduced.

【0039】以上のことから、本発明の面状発光装置
は、ビームスプリッタやコンデンサレンズ等の高価な光
学部品を用いなくても、大部分の光をS偏光として偏光
板に入射させることが可能となる。
As described above, the planar light emitting device of the present invention can make most of the light incident on the polarizing plate as S-polarized light without using expensive optical components such as a beam splitter and a condenser lens. Becomes

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、以下、図
面に基づいて説明する。図4は第1の発明の実施の形態
の構成を示す模式的断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic sectional view showing the configuration of the first embodiment of the present invention.

【0041】この図4に示す面状発光装置に用いられる
導光体1は、屈折率が互いに異なる2種類の略W字状の
透明樹脂層10aと10b(媒質Aと媒質B)を交互に
複数層積層し、最外部の凹凸を透明樹脂(媒質A)を埋
めて平滑化した直方体形状の積層体で、その一側端面1
aが光の入射面となっており、また、この入射面1aと
直交する4面のうちの1つの面が光出射面1bとなって
いる。
The light guide 1 used in the planar light emitting device shown in FIG. 4 has two types of substantially W-shaped transparent resin layers 10a and 10b (medium A and medium B) alternately having different refractive indexes. A rectangular parallelepiped laminate in which a plurality of layers are laminated and the outermost irregularities are smoothed by filling a transparent resin (medium A), and one side end face 1
a is a light incident surface, and one of four surfaces orthogonal to the light incident surface 1a is a light emitting surface 1b.

【0042】導光体1の入射面1aの近傍には、線状光
源として蛍光管2が配置されている。この蛍光管2はラ
ンプリフクレクタ(銀シート)3によって覆われてい
る。導光体1の入射面1aと反対側の側端面1cの近傍
には1/4波長板4が配置されており、この1/4波長
板4の外側に反射シート(銀シート)5が配置されてい
る。また、導光体1の光出射面1bの裏面に当たる底面
1dには、反射シートとして頂角がおおむね90°のプ
リズムシート6が配置されており、さらに、光の進行方
向と平行なその他の2側端面には反射シート(図示せ
ず)が配置されている。
In the vicinity of the light incident surface 1a of the light guide 1, a fluorescent tube 2 is arranged as a linear light source. The fluorescent tube 2 is covered by a lamp reflector (silver sheet) 3. A quarter-wave plate 4 is disposed near the side end surface 1c of the light guide 1 opposite to the incident surface 1a, and a reflection sheet (silver sheet) 5 is disposed outside the quarter-wave plate 4. Have been. A prism sheet 6 having a vertex angle of about 90 ° is disposed as a reflection sheet on a bottom surface 1d corresponding to the back surface of the light exit surface 1b of the light guide 1, and further, other prisms 6 parallel to the light traveling direction. A reflection sheet (not shown) is disposed on the side end surface.

【0043】そして、導光体1の光出射面1bには、導
光体1から空気層へ向けて屈折率が連続的に変化する反
射防止シート(例えばフッ素系アクリル樹脂膜)7が配
置されている。また、導光体1の入射面1aと蛍光管2
との間には、頂角90°の断面三角形状の凹凸が賦形さ
れた、ポリカーボネートを主成分とする2枚のレンズシ
ート8が、その各凹凸面を導光体1側に向け、かつ、稜
線が互いに直交する状態で配置されている(図5参
照)。
An antireflection sheet (for example, a fluorine-based acrylic resin film) 7 whose refractive index continuously changes from the light guide 1 toward the air layer is disposed on the light emitting surface 1b of the light guide 1. ing. Further, the incident surface 1a of the light guide 1 and the fluorescent tube 2
In between, two lens sheets 8 mainly made of polycarbonate, each having irregularities having a triangular cross section with a vertex angle of 90 °, are shaped so that each irregular surface faces the light guide 1 side, and The ridge lines are arranged orthogonal to each other (see FIG. 5).

【0044】図6は第1の発明の他の実施の形態の構成
を示す模式的断面図である。この図6に示す面状発光装
置は、導光体1の光出射面1bに設ける反射防止シート
17として、ピッチが0.5μm以下で、頂角及び底角
角度45°の連続した三角形状の凹凸をもつ透明樹脂シ
ートを用いているところが、先の図4の実施の形態と相
違する。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing the structure of another embodiment of the first invention. In the planar light emitting device shown in FIG. 6, a continuous triangular shape having a pitch of 0.5 μm or less and a vertex angle and a base angle of 45 ° is used as an antireflection sheet 17 provided on the light emitting surface 1 b of the light guide 1. The difference from the embodiment of FIG. 4 is that a transparent resin sheet having irregularities is used.

【0045】ここで、第1の発明の面状発光装置に用い
る導光体としては、図4及び図6に例示したもののほ
か、各種の構造が考えられる。そのような例を図7〜図
11に示す。
Here, as the light guide used in the planar light emitting device of the first invention, various structures other than those illustrated in FIGS. 4 and 6 can be considered. Such examples are shown in FIGS.

【0046】図7の導光体21は、屈折率が異なる2種
類の透明樹脂層20aと20bの界面数及び積層数を、
図4に示した導光体11よりも多くした場合の一例を示
すものである。
In the light guide 21 shown in FIG. 7, the number of interfaces and the number of laminations of two types of transparent resin layers 20a and 20b having different refractive indexes are determined.
5 shows an example in which the number of light guides is larger than that of the light guide 11 shown in FIG.

【0047】図8に示す導光体31は、屈折率が互いに
異なる2種類の短冊状の樹脂製板材30aと30b(媒
質Aと媒質B)を、その厚み方向に対して45°の傾斜
角度を持った状態で交互に積層し、全体として直方体形
状に加工したものである。
In the light guide 31 shown in FIG. 8, two types of strip-shaped resin plate materials 30a and 30b (medium A and medium B) having different refractive indices are inclined at 45 ° with respect to the thickness direction. The layers are alternately laminated while holding the shape, and processed into a rectangular parallelepiped shape as a whole.

【0048】図9に示す導光体41は、片面に断面略三
角形の凹凸が多数形成された一対の透明樹脂シート40
aを、その両シートの凹凸が一定の間隔をあけて互いに
かみ合った状態となるように対向配置し、かつ、それら
のシート間に同シートとは異なる屈折率を有する透明樹
脂40bを充填したものである。
The light guide 41 shown in FIG. 9 has a pair of transparent resin sheets 40 each having a large number of irregularities having a substantially triangular cross section on one surface.
a are arranged so as to face each other so that the irregularities of the two sheets are engaged with each other at a certain interval, and the sheet is filled with a transparent resin 40b having a refractive index different from that of the same sheet. It is.

【0049】図10に示す導光体51は、屈折率が互い
に異なる2種類の略W字状の透明樹脂層50aと50b
(媒質Aと媒質B)を交互に複数層積層した構造で、そ
のW字の頂部を角状ではなくアール状に形成したところ
に特徴がある。
The light guide 51 shown in FIG. 10 has two types of substantially W-shaped transparent resin layers 50a and 50b having different refractive indexes.
(Medium A and Medium B) have a structure in which a plurality of layers are alternately laminated, and the feature is that the top of the W-shape is formed in a round shape instead of a square shape.

【0050】図11に示す導光体61は、2つの透明樹
脂層60aと60b(媒質Aと媒質B)との界面を、W
字状ではなく略鋸刃状に形成したところに特徴がある。
次に、第2の発明の実施の形態を、以下、図面に基づい
て説明する。
In the light guide 61 shown in FIG. 11, the interface between the two transparent resin layers 60a and 60b (medium A and medium B) is
The feature is that it is formed in a substantially saw blade shape instead of a letter shape.
Next, an embodiment of the second invention will be described below with reference to the drawings.

【0051】図12は第2の発明の実施の形態の構成を
示す模式的断面図である。この図12に示す面状発光装
置に用いられる導光体101は、図4と同様に、屈折率
が互いに異なる2種類の略W字状の透明樹脂層110a
と110b(媒質Aと媒質B)を交互に複数層積層し、
最外部の凹凸を透明樹脂(媒質A)を埋めて平滑化した
直方体形状の積層体であるが、その2種類の媒質の界面
を連続的かつ均一に配置するのではなく、途中に傾斜面
のない領域を設けるとともに、その領域間の界面の数
を、導光体101の両側端面101a,101cから中
央部に向かうに従って段階的に多くしたところに特徴が
ある。
FIG. 12 is a schematic sectional view showing the structure of the second embodiment of the present invention. The light guide 101 used in the planar light emitting device shown in FIG. 12 has two types of substantially W-shaped transparent resin layers 110a having different refractive indices, as in FIG.
And 110b (medium A and medium B) are alternately laminated in multiple layers,
It is a rectangular parallelepiped laminate in which the outermost unevenness is smoothed by filling a transparent resin (medium A), but the interface between the two types of media is not arranged continuously and uniformly, but an inclined surface is formed in the middle. It is characterized in that a non-existent region is provided and the number of interfaces between the regions is increased stepwise from both side end surfaces 101a and 101c of the light guide 101 toward the center.

【0052】そして、この例においても、先の図4の実
施の形態と同様に、導光体101の入射面101aの近
傍に蛍光管2とランプリフクレクタ3が配置されてお
り、導光体101の入射面101aと反対側の側端面1
01cの近傍に1/4波長板4と反射シート5が配置さ
れている。また、導光体1の光出射面101bの裏面に
当たる底面101dにプリズムシート6が配置されてお
り、その他の2側端面に反射シート(図示せず)が配置
されている。さらに、導光体101の入射面101aと
蛍光管2との間には、2枚のレンズシート8が配置され
ている。
Also in this example, similarly to the embodiment of FIG. 4, the fluorescent tube 2 and the lamp reflector 3 are arranged near the light incident surface 101a of the light guide 101, and the light guide A side end surface 1 of the side 101 opposite to the incident surface 101a
A quarter-wave plate 4 and a reflection sheet 5 are arranged near 01c. Further, a prism sheet 6 is disposed on a bottom surface 101d corresponding to the back surface of the light exit surface 101b of the light guide 1, and a reflection sheet (not shown) is disposed on the other two end surfaces. Further, two lens sheets 8 are arranged between the incident surface 101 a of the light guide 101 and the fluorescent tube 2.

【0053】図13は第2の発明の他の実施の形態を示
す模式的断面図である。この図13に示す面状発光装置
が、先の図12のものと相違することろは、導光体の構
造にある。
FIG. 13 is a schematic sectional view showing another embodiment of the second invention. The surface light emitting device shown in FIG. 13 differs from that of FIG. 12 in the structure of the light guide.

【0054】すなわち、この例の導光体201では、4
つ界面を1単位とする界面群を、傾斜面のない領域を挟
んで配置するとともに、それら界面群間のピッチを、導
光体201の両側端面201a,201cから中央部に
向かうに従って段階的に狭くしたところに特徴がある。
That is, in the light guide 201 of this example, 4
An interface group having one interface as one unit is arranged across a region having no inclined surface, and the pitch between the interface groups is stepwisely increased from both side end surfaces 201a and 201c of the light guide 201 toward the center. The feature is that it is narrow.

【0055】なお、第2の発明の面状発光装置に用いる
導光体としては、上記した構造のほか、図7〜図11に
示した導光体と同様な構造で、界面の配置を図12また
は図13のような形態とした導光体を適用してもよい。
The light guide used in the planar light emitting device of the second invention has the same structure as the light guide shown in FIGS. 7 to 11 in addition to the above-described structure. A light guide having a form as shown in FIG. 12 or FIG. 13 may be applied.

【0056】[0056]

【実施例】以下、第1の発明の実施例を、比較例ととも
に説明する。この実施例では、以下に示す10種類の導
光体を用い、これらに対して、図4に例示したように、
一側端面の外側に蛍光管(管径2.6mm)2を配置
し、これをランプリクレクタ3で覆う。また蛍光管2を
配置した側端面と反対側の側端面には1/4波長板4
と、その外側に銀反射シート5を配置し、光の光進行方
向に平行な2側端面には銀反射シート(図示せず)を配
置し、さらに蛍光管2と導光体との間に2枚のレンズシ
ート8を配置する。 〔実施例1−1a〕まず、5.0mm×16cmの短冊
状のポリカーボネート(PC)板(n=1.5865)
で、厚さが1.0mmのものを6枚、0.5mmのもの
を19枚、0.2mmのものを26枚、0.1mmのも
のを45枚、0.2mmのものを26枚、0.5mmの
ものを19枚、1.0mmのものを6枚を用意し(計1
47枚)、これらを列記した順に配置するとともに、各
PC板の間にスペーサとしてポリメチルメタクリレート
(PMMA)フィルムを挟み込む。ただし、このPMM
Aフィルムの厚みは、キャスティング法により以下の式
(2)をおおむね満足するものとする。
EXAMPLES Examples of the first invention will be described below together with comparative examples. In this embodiment, ten types of light guides shown below are used, and as shown in FIG.
A fluorescent tube (tube diameter: 2.6 mm) 2 is arranged outside one end face, and this is covered with a lamp reflector 3. A に は wavelength plate 4 is provided on a side end surface opposite to the side end surface on which the fluorescent tube 2 is disposed.
And a silver reflection sheet 5 (not shown) on the two end faces parallel to the light traveling direction of the light, and a silver reflection sheet (not shown) between the fluorescent tube 2 and the light guide. Two lens sheets 8 are arranged. [Example 1-1a] First, a rectangular polycarbonate (PC) plate of 5.0 mm × 16 cm (n = 1.5865)
In, 6 sheets of 1.0 mm thickness, 19 sheets of 0.5 mm, 26 sheets of 0.2 mm, 45 sheets of 0.1 mm, 26 sheets of 0.2 mm, 19 sheets of 0.5 mm and 6 sheets of 1.0 mm were prepared (total 1).
47), these are arranged in the listed order, and a polymethyl methacrylate (PMMA) film is interposed between the PC boards as a spacer. However, this PMM
It is assumed that the thickness of the A film generally satisfies the following expression (2) by a casting method.

【0057】[0057]

【数1】 (Equation 1)

【0058】ここで、dPC, PMMA はそれぞれPC
板、PMMAフィルムの厚さ、N:(1≦N≦146)
は積層体の第N層を表す。このように板材とスペーサを
交互に配置したものを角度45°傾けながら保持できる
治具に固定し、短辺側の両端部を熱融着して固定するこ
とにより45°の界面を得た。その後、スペーサフィル
ムを抜き取り、シリコン系熱硬化樹脂(信越化学社製,
n=1.4125)の中に浸漬する。PC板をシリコン樹脂層
ごと真空オーブン内に入れ、減圧することでシリコン樹
脂をPC板間の隙間に充填する。なお、この作業は樹脂
の脱気も兼ねている。
Here, d PC and d PMMA are PC
Plate, thickness of PMMA film, N: (1 ≦ N ≦ 146)
Represents the N-th layer of the laminate. In this way, the plate material and the spacer, which were alternately arranged, were fixed to a jig which can be held while being inclined at an angle of 45 °, and both ends on the short side were fixed by heat fusion to obtain a 45 ° interface. After that, the spacer film was removed, and a silicone thermosetting resin (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.,
n = 1.4125). The PC board is put in a vacuum oven together with the silicon resin layer, and the pressure is reduced to fill the gap between the PC boards with the silicon resin. This work also serves as degassing of the resin.

【0059】その後、サンプルをオーブンで100℃、
5時間熱して樹脂を硬化させる。これを16cm×10
cm×3mmの直方体に切り出し、6面の鏡面研磨を施
しながら、板厚2.5mmに仕上げ、最後に光出射面表
面に対してアクリル系硬化樹脂(硬化時の屈折率1.4
8)を塗布して光照射を行い、反応率が約50%となっ
た時点で光照射を一時中止し、次いでフッ素系アクリル
光硬化樹脂(硬化時の屈折率1.37)を塗布し、しば
らく放置した後、光硬化することにより導光体から空気
層へ向けて屈折率が1.48から1.37へ連続的に変
化する反射防止膜を形成した。
Thereafter, the sample was placed in an oven at 100 ° C.
Heat for 5 hours to cure the resin. This is 16cm × 10
A rectangular parallelepiped of 3 cm × 3 mm is cut out and finished to a plate thickness of 2.5 mm while being mirror-polished on six sides.
8) is applied and light irradiation is performed, and when the reaction rate reaches about 50%, the light irradiation is temporarily stopped, and then a fluorine-based acrylic photocurable resin (refractive index at the time of curing 1.37) is applied. After being left for a while, an anti-reflection film whose refractive index continuously changes from 1.48 to 1.37 from the light guide to the air layer by photo-curing was formed.

【0060】以上のようにして作製した導光体(反射防
止膜付)を用いた面状発光装置を実施例1−1aとし
た。 〔実施例1−1b〕3辺が1mm,1mm,√2mmで
頂角が90°の直角二等辺三角形の断面形状を有する三
角柱を片面に多数並設してなるシート状物を、透明なア
クリル樹脂(屈折率1.49)で形成するとともに、そ
の三角柱と同一形状の三角柱を片面に多数並設してなる
別のシート状物を、透明な光硬化性樹脂(屈折率を導光
体の入射面(蛍光管側の側端面)から反対側の側端面
(1/4波長板側の側端面)にかけて、1.50(側端
部)→1.53(中央部)→1.50(側端部)という
ように段階的に変化させた)で形成し、これら2枚の樹
脂シート状物の三角柱どうしを一方が上に凸(△)、も
う一方が凸(▽)となるようにして交互にかみ合わせた
状態で配置して、幅16.5cm、長さ21.5cm、
厚み1/√2mmの1枚の板状物を作製した後、この板
状物の両側端部(三角柱の長さ方向に沿って延びる両側
端部)の斜面部分が当該板状物の表面に対して垂直な端
面形状となるように同斜面部分を加工することにより、
1枚の導光体を作製した。
A planar light emitting device using the light guide (with an antireflection film) manufactured as described above was designated as Example 1-1a. [Example 1-1b] A transparent acrylic sheet was prepared by arranging a large number of triangular prisms having a cross section of a right-angled isosceles triangle having three sides of 1 mm, 1 mm, √2 mm and a vertex angle of 90 ° on one side. Another sheet-like material formed of resin (refractive index: 1.49) and having a large number of triangular prisms having the same shape as the triangular prisms arranged on one side is placed on a transparent photo-curable resin (refractive index of the light guide body is changed). From the incident surface (side end surface on the fluorescent tube side) to the opposite side end surface (side end surface on the 波長 wavelength plate side), 1.50 (side end) → 1.53 (center) → 1.50 ( Side end)), and the two triangular prisms of the two resin sheet-like materials are projected upward (△) and the other is projected (▽). And placed alternately in a state of engagement, width 16.5 cm, length 21.5 cm,
After producing a single plate-like object having a thickness of 1 / √2 mm, the slopes of both side ends (both ends extending along the length direction of the triangular prism) of the plate-like object are formed on the surface of the plate-like object. By processing the slope part so that it has a vertical end surface shape,
One light guide was produced.

【0061】さらにこの導光板をその厚み方向に2枚積
層し、最後に出光面表面に対してアクリル系光硬化樹脂
(硬化時の屈折率1.48)を塗布して光照射を行い、
反応率が約50%となった時点で光照射を一時中止し、
次いでフッ素系アクリル光硬化樹脂(硬化時の屈折率
1.37)を塗布し、しばらく放置した後、光硬化する
ことにより導光体から空気層へ向けて屈折率が1.48
から1.37へ連続的に変化する反射防止膜を形成し
た。
Further, two light guide plates are laminated in the thickness direction, and finally, an acrylic photo-curing resin (refractive index at the time of curing 1.48) is applied to the surface of the light-emitting surface to irradiate light.
When the reaction rate becomes about 50%, the light irradiation is temporarily stopped,
Next, a fluorine-based acrylic photocurable resin (refractive index of 1.37 at the time of curing) is applied, and after being left for a while, photocured so that the refractive index from the light guide toward the air layer is 1.48.
From 1.37 to 1.37.

【0062】以上のようにして作製した導光体(反射防
止膜付)を用いた面状発光装置を実施例1−1bとし
た。 〔実施例1−1c〕3辺が1mm,1mm,√2mmで
頂角が90°の直角二等辺三角形の断面形状を有する三
角柱を片面にそれぞれ多数並設してなる一対のシート状
物を、透明なアクリル樹脂(屈折率1.49)で形成す
るとともに、それらのシート状物間の隙間に充填する別
の透明樹脂を、光硬化性樹脂(屈折率を導光体の入射面
(蛍光管側の側端面)から反対側の側端面(1/4波長
板側の側端面)にかけて、1.50(側端部)→1.5
3(中央部)→1.50(側端部)というように段階的
に変化させた)で形成して、幅16.5cm、長さ2
1.5cm、厚み1/√2mmの1枚の板状物を作製し
た。この後、板状物の両端部の斜面部分を垂直端面形状
に加工することにより、1枚の導光体を作製し、さらに
この導光体をその厚み方向に2枚積層し、最後に出光面
表面に対してアクリル系光硬化樹脂(硬化時の屈折率
1.48)を塗布して光照射を行い、反応率が約50%
となった時点で光照射を一時中止し、次いでフッ素系ア
クリル光硬化樹脂(硬化時の屈折率1.37)を塗布
し、しばらく放置した後、光硬化することにより導光体
から空気層へ向けて屈折率が1.48から1.37へ連
続的に変化する反射防止膜を形成した。
A planar light emitting device using the light guide (with an antireflection film) produced as described above was designated as Example 1-1b. [Example 1-1c] A pair of sheet-like objects each having a large number of triangular prisms each having a cross-sectional shape of a right-angled isosceles triangle having three sides of 1 mm, 1 mm, √2 mm and a vertex angle of 90 ° are arranged on one side, respectively. Another transparent resin which is formed of a transparent acrylic resin (refractive index: 1.49) and fills the gap between the sheet-like materials is made of a photo-curable resin (refractive index of the light incident surface of the light guide (fluorescent tube). 1.50 (side end surface) → 1.5 from the side end surface on the side) to the opposite side end surface (side end surface on the の wavelength plate side).
3 (central part) → stepwise changed to 1.50 (side end part)), width 16.5 cm, length 2
One plate having a size of 1.5 cm and a thickness of 1 / √2 mm was prepared. Thereafter, the slope portions at both ends of the plate-like object are processed into a vertical end surface shape to produce one light guide, and two of the light guides are laminated in the thickness direction. An acrylic photocurable resin (refractive index at the time of curing 1.48) is applied to the surface of the surface and irradiated with light, and the reaction rate is about 50%.
The light irradiation is temporarily stopped at the time when the light-sensitive material is applied, and then a fluorine-based acrylic light-curing resin (refractive index at the time of curing is 1.37) is applied. An antireflection film whose refractive index continuously changes from 1.48 to 1.37 was formed.

【0063】以上のようにして作製した導光体(反射防
止膜付)を用いた面状発光装置を実施例1−1cとし
た。 〔実施例1−1d〕屈折率1.53の紫外線硬化樹脂を
主成分とするプリズムシート(頂角90°、ピッチ50
0μm、シート厚550μm)を、同シートと同様の凹
凸面が形成されているガラス製の型上に、下記の屈折率
nA の紫外線硬化樹脂を主成分とする硬化性樹脂組成物
を介して配置し、金型とプリズムシート間の距離を均一
に10μmに保ちつつガラス金型側から光を照射して硬
化させることで、下記の屈折率nB のプリズムシート上
に屈折率nA の連続した略W字状の第2のプリズム層を
形成した。
A planar light emitting device using the light guide (with an antireflection film) manufactured as described above was designated as Example 1-1c. [Example 1-1d] A prism sheet mainly composed of an ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.53 (vertical angle 90 °, pitch 50)
0 μm and a sheet thickness of 550 μm) are arranged on a glass mold having the same uneven surface as that of the sheet via a curable resin composition mainly composed of an ultraviolet curable resin having the following refractive index nA. Then, while maintaining a uniform distance of 10 μm between the mold and the prism sheet, light is applied from the glass mold side to cure the glass sheet, thereby forming a substantially continuous W having a refractive index nA on the prism sheet having the following refractive index nB. A letter-shaped second prism layer was formed.

【0064】同様にして屈折率nB の第3のプリズム層
を500μm厚となるように形成し、その上に屈折率n
A の第4のプリズム層を形成する。これを交互に7回積
層し、最後に最上部の凹凸面を屈折率nB の樹脂で埋め
て平滑化して出光面を形成して、全体が9段の積層体と
した。
Similarly, a third prism layer having a refractive index of n B is formed so as to have a thickness of 500 μm, and a refractive index of n is formed thereon.
A fourth prism layer is formed. These were alternately laminated seven times, and finally the uppermost uneven surface was filled with a resin having a refractive index of nB and smoothed to form a light-emitting surface, thereby obtaining a nine-stage laminated body as a whole.

【0065】その後、端部を直方体(100mm×15
0mm×約1mm)となるように切り落としその端面が
光学鏡面となるように研磨した。最後に出光面表面に対
してアクリル系光硬化樹脂(硬化時の屈折率1.48)
を塗布して光照射を行い、反応率が約50%となった時
点で光照射を一時中止し、次いでフッ素系アクリル光硬
化樹脂(硬化時の屈折率1.37)を塗布し、しばらく
放置した後、光硬化することにより導光体から空気層へ
向けて屈折率が1.48から1.37へ連続的に変化す
る反射防止膜を形成した。 屈折率nA :1.49 屈折率nB :〔導光体の入射面(蛍光管側の側端面)か
ら反対側の側端面(1/4波長板側の側端面)にかけ
て、1.50(側端部)→1.53(中央部)→1.5
0(側端部)というように段階的に変化させた。
After that, the end is cuboid (100 mm × 15
(0 mm × approximately 1 mm) and polished so that the end face becomes an optical mirror surface. Finally, an acrylic photocurable resin (refractive index at the time of curing 1.48) on the light exit surface
Is applied and light irradiation is performed. When the reaction rate reaches about 50%, the light irradiation is temporarily stopped, and then a fluorine-based acrylic photocurable resin (refractive index at the time of curing 1.37) is applied and left for a while. After that, an antireflection film whose refractive index continuously changes from 1.48 to 1.37 from the light guide to the air layer by photocuring was formed. Refractive index nA: 1.49 Refractive index nB: [From the incident surface of the light guide (side end surface on the fluorescent tube side) to the opposite side end surface (side end surface on the quarter wavelength plate side), 1.50 (side) (End) → 1.53 (center) → 1.5
The value was changed stepwise such as 0 (side end).

【0066】以上のようにして作製した導光体(反射防
止膜付)を用いた面状発光装置を実施例1−1dとし
た。 〔実施例1−1e〕プリズムのピッチを200μm、順
次交互に積層される屈折率nA の層と屈折率nB の層の
厚みをそれぞれ屈折率nA の層が5μm、屈折率nB の
層が100μmとし、作製される導光体の厚みが約1.
0mmとなるように交互に17回積層し、最後に最上部
の凹凸面を屈折率nB の樹脂で埋めて平滑化して出光面
を形成して、全体が19段の積層体とした。また、最下
段のプリズムシートは屈折率nB 、頂角90°、ピッチ
200μm、シート厚120μmを用いた。それ以外
は、実施例1−1dと同様にして導光体を作製した。
A planar light emitting device using the light guide (with an antireflection film) manufactured as described above was designated as Example 1-1d. [Example 1-1e] The prism pitch was set to 200 μm, and the thickness of the refractive index nA layer and the refractive index nB layer alternately laminated was 5 μm for the refractive index nA layer and 100 μm for the refractive index nB layer. The thickness of the light guide to be manufactured is about 1.
The layers were alternately laminated 17 times so as to have a thickness of 0 mm, and finally the uppermost concave and convex surface was filled with a resin having a refractive index of nB and smoothed to form a light emitting surface. The lowermost prism sheet used had a refractive index nB, a vertex angle of 90 °, a pitch of 200 μm, and a sheet thickness of 120 μm. Otherwise, a light guide was produced in the same manner as in Example 1-1d.

【0067】以上のようにして作製した導光体(反射防
止膜付)を用いた面状発光装置を実施例1−1eとし
た。 〔実施例1−2a〕実施例1−1aにおいて作製した導
光体の出光表面に対して、ピッチ0.1μm、頂角及び
底角が角度45°の連続した三角形状の凹凸を持つ透明
樹脂シート(屈折率1.47)を、アクリル系光硬化樹
脂(硬化時の屈折率1.48)を用て接合したものを反
射防止層とした以外は、実施例1−1aと同様して得ら
れた面状発光装置を実施例2−1aとした。 〔実施例1−2b〕実施例1−1bにおいて作製した導
光体の出光表面に対して、ピッチ0.1μm、頂角及び
底角が角度45°の連続した三角形状の凹凸を持つ透明
樹脂シート(屈折率1.47)を、アクリル系光硬化樹
脂(硬化時の屈折率1.48)を用いて接合したものを
反射防止層とした以外は、実施例1−1bと同様して得
られた面状発光装置を実施例2−1bとした。 〔実施例1−2c〕実施例1−1cにおいて作製した導
光体の出光表面に対して、ピッチ0.1μm、頂角及び
底角が角度45°の連続した三角形状の凹凸を持つ透明
樹脂シート(屈折率1.47)を、アクリル系光硬化樹
脂(硬化時の屈折率1.48)を用いて接合したものを
反射防止層とした以外は、実施例1−1cと同様して得
られた面状発光装置を実施例2−1cとした。 〔実施例1−2d〕実施例1−1dにおいて作製した導
光体の出光表面に対して、ピッチ0.1μm、頂角及び
底角が角度45°の連続した三角形状の凹凸を持つ透明
樹脂シート(屈折率1.47)を、アクリル系光硬化樹
脂(硬化時の屈折率1.48)を用いて接合したものを
反射防止層とした以外は、実施例1−1dと同様して得
られた面状発光装置を実施例2−1dとした。 〔実施例1−2e〕実施例1−1eにおいて作製した導
光体の出光表面に対して、ピッチ0.1μm、頂角及び
底角が角度45°の連続した三角形状の凹凸を持つ透明
樹脂シート(屈折率1.47)を、アクリル系光硬化樹
脂(硬化時の屈折率1.48)を用いて接合したものを
反射防止層とした以外は、実施例1−1eと同様して得
られた面状発光装置を実施例2−1eとした。 〔比較例1−1〕ドット印刷パターン、拡散反射シー
ト、蛍光管とリフレクタ、及びアクリル導光体(100
mm×150mm×厚さ1mm)を備えた従来のバック
ライト(面状発光装置)に、光拡散シート(ビーズコー
ティングタイプ)と頂角がおおむね90°の2枚のプリ
ズムシートをそれぞれの稜線が互いに直交する状態で配
置し、これを比較例1−1とした。 〔比較例1−2〕比較例1−1に記載のアクリル導光体
の厚さを2mmとしたものを比較例1−2とした。 〔比較例1−3〕特開平7−64085号公報に記載の
偏光素子を用い、その大きさを100mm×100mm
×1mmとしたものを使用した面状発光装置を比較例1
−3とした。 <評価>以上の実施例1−1a〜1−1e及び1−2a
〜1−2eと、比較例1−1,〜1−3で得られた各液
晶表示装置用面状発光装置に関し、次のような項目につ
いて評価した。
A planar light emitting device using the light guide (with an antireflection film) manufactured as described above was designated as Example 1-1e. [Example 1-2a] A transparent resin having a continuous triangular unevenness having a pitch of 0.1 μm and a vertical angle and a bottom angle of 45 ° with respect to the light emitting surface of the light guide prepared in Example 1-1a. An antireflection layer was obtained in the same manner as in Example 1-1a, except that a sheet (refractive index: 1.47) joined using an acrylic photocurable resin (refractive index at the time of curing: 1.48) was used as an antireflection layer. The obtained planar light emitting device was designated as Example 2-1a. [Example 1-2b] A transparent resin having a continuous triangular unevenness with a pitch of 0.1 μm and a vertical angle and a bottom angle of 45 ° with respect to the light emitting surface of the light guide prepared in Example 1-1b. An antireflection layer was obtained in the same manner as in Example 1-1b, except that a sheet (refractive index: 1.47) bonded using an acrylic photocurable resin (refractive index at the time of curing: 1.48) was used as an antireflection layer. The obtained planar light emitting device was designated as Example 2-1b. [Example 1-2c] A transparent resin having a continuous triangular unevenness having a pitch of 0.1 μm and a vertical angle and a bottom angle of 45 ° with respect to the light emitting surface of the light guide produced in Example 1-1c. An antireflection layer was obtained in the same manner as in Example 1-1c, except that a sheet (refractive index: 1.47) bonded using an acrylic photocurable resin (refractive index at the time of curing: 1.48) was used as an antireflection layer. The obtained planar light emitting device was designated as Example 2-1c. [Example 1-2d] A transparent resin having a continuous triangular unevenness having a pitch of 0.1 μm and a vertical angle and a bottom angle of 45 ° with respect to the light emitting surface of the light guide prepared in Example 1-1d. A sheet (refractive index: 1.47) was obtained in the same manner as in Example 1-1d, except that a sheet (refractive index of 1.48) cured by using an acrylic photocurable resin was used as an antireflection layer. The obtained planar light-emitting device was designated as Example 2-1d. [Example 1-2e] A transparent resin having a continuous triangular concavo-convex pattern having a pitch of 0.1 μm and a vertex angle and a bottom angle of 45 ° with respect to the light emitting surface of the light guide produced in Example 1-1e. An antireflection layer was obtained in the same manner as in Example 1-1e, except that a sheet (refractive index: 1.47) bonded using an acrylic photocurable resin (refractive index at the time of curing: 1.48) was used as an antireflection layer. The obtained planar light emitting device was designated as Example 2-1e. [Comparative Example 1-1] Dot print pattern, diffuse reflection sheet, fluorescent tube and reflector, and acrylic light guide (100
mm × 150 mm × thickness 1 mm), a light diffusion sheet (bead coating type) and two prism sheets each having an apex angle of approximately 90 ° were attached to a conventional backlight (plane light emitting device) having respective ridge lines. They were arranged in an orthogonal state, and this was designated as Comparative Example 1-1. [Comparative Example 1-2] The acrylic light guide described in Comparative Example 1-1 having a thickness of 2 mm was used as Comparative Example 1-2. [Comparative Example 1-3] A polarizing element described in JP-A-7-64085 was used, and its size was 100 mm x 100 mm.
Comparative Example 1 using a planar light-emitting device using a size of × 1 mm
-3. <Evaluation> The above Examples 1-1a to 1-1e and 1-2a
The following items were evaluated for the surface light-emitting devices for liquid crystal display devices obtained in Comparative Examples 1-1 and 1-3 and Comparative Examples 1-1 and 1-3.

【0068】 輝度 この輝度の評価は、各液晶表示装置用面状発光装置の上
に偏光板を光学軸を揃えて設置し、画面中央において偏
光板を透過した光の輝度を測定して評価を行った。
Luminance This luminance was evaluated by placing a polarizing plate on each planar light emitting device for a liquid crystal display device with the optical axes aligned, measuring the luminance of light transmitted through the polarizing plate at the center of the screen, and evaluating the luminance. went.

【0069】 透過光量 同じく各液晶表示装置用面状発光装置の上に偏光板を光
学軸を揃えて設置し、偏光板を透過する光の透過光量を
測定し、偏光板の手前と後でどれだけの光が透過したか
の評価を行った。
Transmitted Light In the same manner, a polarizing plate is placed on each planar light emitting device for a liquid crystal display device with the optical axis aligned, and the amount of light transmitted through the polarizing plate is measured. It was evaluated whether only light was transmitted.

【0070】 S、P比率 各液晶表示装置用面状発光装置の正面方向のS波とP波
の比率、すなわちS/(S+P)*100(%)を求
め、どれだけS波を取り出せたのかを評価した。
S / P Ratio The ratio of the S-wave and the P-wave in the front direction of each planar light emitting device for a liquid crystal display device, that is, S / (S + P) * 100 (%) was obtained, and how much S-wave could be extracted. Was evaluated.

【0071】 面内の均一性 各液晶表示装置用面状発光装置の面内の15点(図14
参照)における正面輝度の測定を行い、(最大輝度/最
小輝度)×100(%)を求めて、10%以内におさま
るものを良好とした。
In-plane uniformity 15 points in the plane of each planar light emitting device for a liquid crystal display device (FIG. 14)
) Was measured, and (maximum luminance / minimum luminance) × 100 (%) was obtained.

【0072】これらの評価結果を表1に示す。Table 1 shows the results of these evaluations.

【0073】[0073]

【表1】 [Table 1]

【0074】以上の結果から、本発明の実施例1−1a
〜1−1e及び1−2a〜1−2eによると、比較例
(従来技術)を上回る光の有効利用を実現できることが
わかる。これは蛍光管から出射した拡散光がレンズシー
トで集光され、より多くの光がディスプレイ正面方向に
導かれ、明るくて良好な画面が得られていること、及び
最終的に、一方の偏光(S波)に揃えられた出光成分
が、導光体を構成する樹脂と空気の界面を通過して出射
するときの界面での反射によるロスが低減され、導光体
の斜面で反射した光(S波成分)の多くが最も透過する
ように配置した偏光板での光の吸収が抑えられたことに
よる。
From the above results, it is found that the embodiment 1-1a of the present invention
-1-1e and 1-2a-1-2e show that the light can be more effectively used than in the comparative example (prior art). This is because the diffused light emitted from the fluorescent tube is collected by the lens sheet, more light is guided toward the front of the display, and a bright and good screen is obtained. Loss due to reflection at the interface when the light output component aligned to the S wave passes through the interface between the resin constituting the light guide and the air and is emitted is reduced, and the light reflected at the slope of the light guide ( This is because the absorption of light by the polarizing plate arranged to transmit most of the S-wave component) is suppressed.

【0075】比較例1−1では、偏光板を透過する前の
状態においては一番明るいが、偏光方向が揃っていない
ために半分以上の光が吸収されてしまい、結果として偏
光板通過後の輝度が低くなっている。比較例1−2で
は、偏光分離する斜面に当たる光の角度成分が非常に多
彩であるため、ブリュースタ角に一致しない光のロス分
が大きく思ったほどの効果が得られない。
In Comparative Example 1-1, the light was brightest before the light passed through the polarizing plate, but more than half of the light was absorbed because the polarization directions were not uniform. Brightness is low. In Comparative Example 1-2, since the angle component of the light hitting the inclined surface for polarization separation is very diversified, the loss of light that does not match the Brewster angle is large, and the effect as expected cannot be obtained.

【0076】次に、第2の発明の実施例を比較例ととも
に説明する。まず、面状発光装置の出光特性が、光出射
面の端部に比べて中央部が暗くなるのは、導光体の2つ
の媒質の界面が数が導光体中で均一であると、各界面か
ら反射する光の輝度は、図3にグラフに示すようにな
り、その出光特性が図2及び図3に示したようになるこ
とによる。
Next, an embodiment of the second invention will be described together with a comparative example. First, the light emission characteristics of the planar light emitting device are such that the central portion is darker than the end portion of the light emitting surface because the number of interfaces between the two media of the light guide is uniform in the light guide. The brightness of the light reflected from each interface is as shown in the graph of FIG. 3, and the light emission characteristics are as shown in FIGS. 2 and 3.

【0077】そこで、この実施例においては、導光体の
2つの媒質A、Bの界面の数を、以下に述べる規則に従
って変化させる。全界面数の1/11を1つのユニット
とし、2つの媒質A,Bの屈折率から求められるS偏光
の反射率RS からN番目の界面での透過光量TS(N)を求
め、1つ手前の界面での透過光量TS(N-1)との差をもっ
てN番目の界面での出射光量IS( N)とする。
Therefore, in this embodiment, the number of interfaces between the two media A and B of the light guide is changed according to the following rules. Assuming 1/11 of the total number of interfaces as one unit, the amount of transmitted light T S (N) at the Nth interface is determined from the reflectance R S of S-polarized light determined from the refractive indices of the two media A and B. The difference from the transmitted light amount T S (N−1) at the immediately preceding interface is defined as the emitted light amount I S ( N) at the N-th interface.

【0078】 IS(N)=TS(N-1)−TS(N-1)(1−RS(N)2 ・・・・(3) 導光体中央部の1ユニットの出射光量IS の平均値と導
光体入射面(蛍光管側の側端面)及び側端面(1/4波
長側の側端面)の両側の2ユニットからの出射光量IS
の平均値を求め、これらの差をとり、〔(11−1)/
2〕等分し、導光体の入射面及びこれに対向する反射側
の側端面から順次これに対応する出射光量分に相応する
ように中央部に向かって界面の配置密度を高くする。
I S (N) = T S (N−1) −T S (N−1) (1−R S (N) ) 2 (1) One unit at the center of the light guide irradiating intensity I the amount of light emitted from both sides of the two units of the average value of S and the light guide incident surface and the side end face (the side end face of the fluorescent tube side) (side end surface of the 1/4 wavelength) I S
And the difference between them is calculated as [(11-1) /
2] Divide equally, and increase the arrangement density of the interface from the incident surface of the light guide and the side end surface on the reflection side facing the light guide sequentially toward the center so as to correspond to the amount of emitted light corresponding thereto.

【0079】なお、界面を分ける数は11ユニット以上
が好ましく、界面の分割数が10ユニット以下である
と、面内輝度の均一性がとれなくなるという問題が起こ
る。さて、この実施例では、以下に示す4種類の導光体
を用い、これらに対して、図12に例示したように、一
側端面の外側に蛍光管(管径2.6mm)2を配置し、
これをランプリクレクタ3で覆う。また蛍光管2を配置
した側端面と反対側の側端面には1/4波長板4と、そ
の外側に銀反射シート5を配置し、光の光進行方向に平
行な2側端面には銀反射シート(図示せず)を配置し、
さらに蛍光管2と導光体との間に2枚のレンズシート8
を配置する。 〔実施例2−1a〕3辺が1mm,1mm,√2mmで
頂角が90°の直角二等辺三角形の断面形状を有する三
角柱を片面に上記(3)式の規則に従って多数並設した
シート状物を、透明なアクリル樹脂(屈折率1.49)
で形成した。また、その三角柱と同一形状の三角柱を片
面に上記(3)式の規則に従ってそれぞれ多数並設して
なる別のシート状物を透明な光硬化性樹脂(屈折率1.
53)で形成し、これら2枚の樹脂シート状物の三角柱
どうしを、一方が上に凸(△)、もう一方が下に凸
(▽)となるようにして交互にかみ合わせた状態で配置
して、幅16.5cm,長さ21.5cm,厚み1/√
2の1枚の板状物を作製した後、この板状物の両側端部
(三角柱)の長さ方向に沿って延びる両側端部)の斜面
部分が当該板状物の表面に対して垂直な端面形状となる
ように同斜面部分を加工することにより、1枚の導光板
を作製した。さらにこの導光体をその厚み方向に2枚積
層した。 以上のようにして作製した導光体を用いた面
状発光装置を実施例2−1aとした。 〔実施例2−1b〕3辺が1mm,1mm,√2mmで
頂角が90°の直角二等辺三角形の断面形状を有する三
角柱を片面に上記(3)式の規則に従ってそれぞれ多数
並設してなるシート状物を透明なアクリル系樹脂(屈折
率1.49)で形成するとともに、それらのシート状物
間の隙間に充填する別の透明樹脂を光硬化性樹脂(屈折
率1.53)で形成して、幅16.5cm、長さ21.
5cm、厚み1/√2mmの1枚の板状物を作製した
後、この板状物の両端部の斜面部分を垂直端面形状に加
工することにより、1枚の導光体を作製し、さらにこの
導光体をその厚み方向に2枚積層した。
It is to be noted that the number of interface divisions is preferably 11 units or more. If the number of interface divisions is 10 units or less, there arises a problem that in-plane luminance cannot be uniform. In this embodiment, the following four types of light guides are used, and a fluorescent tube (tube diameter of 2.6 mm) 2 is arranged outside one end face of the light guides as illustrated in FIG. And
This is covered with a lamp collector 3. A quarter-wave plate 4 is arranged on the side end surface opposite to the side end surface on which the fluorescent tube 2 is arranged, and a silver reflecting sheet 5 is arranged outside the quarter-wave plate 4, and silver end surfaces are arranged on the two end surfaces parallel to the light traveling direction. Place a reflective sheet (not shown)
Further, two lens sheets 8 are provided between the fluorescent tube 2 and the light guide.
Place. [Example 2-1a] A sheet shape in which a large number of triangular prisms having a cross section of a right-angled isosceles triangle having three sides of 1 mm, 1 mm, √2 mm and a vertex angle of 90 ° are arranged side by side in accordance with the rule of the above formula (3). Object, transparent acrylic resin (refractive index 1.49)
Formed. In addition, another sheet-like material in which a large number of triangular prisms having the same shape as the triangular prism are arranged on one side in accordance with the rule of the above formula (3) is used as a transparent light-curing resin (refractive index 1.
53), and these two resin sheet-like materials are arranged in such a manner that the triangular prisms are alternately engaged with each other such that one is convex upward (柱) and the other is convex downward (▽). 16.5 cm wide, 21.5 cm long, 1 / √ thick
After making one plate-like object, the slope portions of both side ends (triangular prisms) extending along the length direction of this plate-like object) are perpendicular to the surface of the plate-like object. One light guide plate was produced by processing the slope portion so as to have an appropriate end surface shape. Further, two light guides were laminated in the thickness direction. The planar light emitting device using the light guide produced as described above was designated as Example 2-1a. [Example 2-1b] A large number of triangular prisms each having a cross section of a right-angled isosceles triangle having three sides of 1 mm, 1 mm, and √2 mm and a vertex angle of 90 ° are arranged side by side in accordance with the rule of the above formula (3). Is formed of a transparent acrylic resin (refractive index: 1.49), and another transparent resin to be filled in the gap between the sheet-shaped materials is formed of a photocurable resin (refractive index: 1.53). Formed, width 16.5 cm, length 21.
After preparing one sheet of 5 cm and a thickness of 1 / √2 mm, the slopes at both ends of the sheet are processed into a vertical end face to form one light guide, and further, Two light guides were stacked in the thickness direction.

【0080】以上のようにして作製した導光体を用いた
面状発光装置を実施例2−1bとした。 〔実施例2−1c〕屈折率1.53の紫外線硬化樹脂を
主成分とし、上記(3)式の規則に従った凹凸を持つプ
リズムシート(頂角90°、ピッチ500μm、シート
厚550μm)を、同シートと同様の凹凸面が形成され
ているガラス製の型上に、屈折率1.49の紫外線硬化
樹脂を主成分とする硬化性樹脂組成物を介して配置し、
金型とプリズムシート間の距離を均一に10μmに保ち
つつガラス金型側から光を照射して硬化させることで、
屈折率1.53のプリズムシート上に屈折率1.49の
連続した略W字状の第2のプリズム層を形成した。
A planar light emitting device using the light guide produced as described above was designated as Example 2-1b. [Example 2-1c] A prism sheet (vertical angle 90 °, pitch 500 μm, sheet thickness 550 μm) mainly composed of an ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.53 and having irregularities according to the rule of the above formula (3) was used. Placed on a glass mold having the same uneven surface as that of the sheet via a curable resin composition mainly composed of an ultraviolet curable resin having a refractive index of 1.49,
By irradiating and curing light from the glass mold side while maintaining the distance between the mold and the prism sheet uniformly at 10 μm,
A continuous substantially W-shaped second prism layer having a refractive index of 1.49 was formed on a prism sheet having a refractive index of 1.53.

【0081】同様にして屈折率1.53の第3のプリズ
ム層を500μm厚となるように形成し、その上に屈折
率1.49のプリズム層を形成する。これを交互に7回
積層し、最後に最上部の凹凸面を屈折率1.53の樹脂
で埋めて平滑化して出光面を形成して、全体が9段の積
層体とした後、この積層体の端部を直方体(100mm
×150mm×約1mm)となるように切り落としその
端面が光学鏡面となるように研磨した。
Similarly, a third prism layer having a refractive index of 1.53 is formed so as to have a thickness of 500 μm, and a prism layer having a refractive index of 1.49 is formed thereon. These are alternately laminated seven times, and finally the uppermost uneven surface is filled with a resin having a refractive index of 1.53 and smoothed to form a light emitting surface. Insert the end of the body into a rectangular parallelepiped (100 mm
(× 150 mm × about 1 mm), and polished so that the end surface thereof was an optical mirror surface.

【0082】以上のようにして作製した導光体を用いた
面状発光装置を実施例2−1cとした。 〔実施例2−1d〕上記(3)式の規則に従った凹凸を
持ち、プリズムピッチが200μmで順次交互に積層さ
れる屈折率1.49の層と屈折率1.53 の層の厚み
をそれぞれ屈折率1.49の層が5μm、屈折率1.5
3 の層が100μmとし、作製される導光体の厚みが
約1.0mmとなるように交互に17回積層し、最後に
最上部の凹凸面を屈折率1.53の樹脂で埋めて平滑化
して出光面を形成して、全体が19段の積層体とした。
また、最下段のプリズムシートは屈折率1.53、頂角
90°、ピッチ200μm、シート厚120μmを用い
た。それ以外は、導光体を実施例2−1cと同様にして
作製した。
A planar light emitting device using the light guide produced as described above was designated as Example 2-1c. [Example 2-1d] The thickness of a layer having a refractive index of 1.49 and a layer having a refractive index of 1.53, which have irregularities in accordance with the rule of the above formula (3), are alternately stacked at a prism pitch of 200 μm, and are alternately stacked. Each of the layers having a refractive index of 1.49 is 5 μm and the refractive index is 1.5.
3 is 100 μm, and the light guide to be produced is alternately laminated 17 times so as to have a thickness of about 1.0 mm. Finally, the uppermost uneven surface is filled with a resin having a refractive index of 1.53 and smoothed. The light emitting surface was formed to form a laminate having 19 steps as a whole.
The lowermost prism sheet used had a refractive index of 1.53, a vertex angle of 90 °, a pitch of 200 μm, and a sheet thickness of 120 μm. Otherwise, the light guide was produced in the same manner as in Example 2-1c.

【0083】以上のようにして作製した導光体を用いた
面状発光装置を実施例2−1dとした。 〔比較例2−1〕ドット印刷パターン、拡散反射シー
ト、蛍光管とリフレクタ、及びアクリル導光体(100
mm×150mm×厚さ1mm)を備えた従来のバック
ライト(面状発光装置)に、光拡散シート(ビーズコー
ティングタイプ)と頂角がおおむね90°の2枚のプリ
ズムシートをそれぞれの稜線が互いに直交する状態で配
置し、これを比較例2−1とした。 〔比較例2−2〕比較例2─1に記載のアクリル導光体
の厚さを2mmとしたものを比較例2−2とした。 〔比較例1−3〕特開平7−64085号公報に記載の
偏光素子を用い、その大きさを100mm×100mm
×1mmとしたものを使用した面状発光装置を比較例2
−3とした。 <評価>以上の実施例2−1a〜2−1d、及び比較例
2−1〜2−3で得られた各液晶表示装置用面状発光装
置に関し、先と同じ項目〜について評価した。
A planar light emitting device using the light guide produced as described above was designated as Example 2-1d. [Comparative Example 2-1] Dot print pattern, diffuse reflection sheet, fluorescent tube and reflector, and acrylic light guide (100
mm × 150 mm × thickness 1 mm), a light diffusion sheet (bead coating type) and two prism sheets each having an apex angle of approximately 90 ° were attached to a conventional backlight (plane light emitting device) having respective ridge lines. They were arranged in an orthogonal state, and this was designated as Comparative Example 2-1. [Comparative Example 2-2] Comparative Example 2-2 was made by changing the thickness of the acrylic light guide described in Comparative Example 2-1 to 2 mm. [Comparative Example 1-3] A polarizing element described in JP-A-7-64085 was used, and its size was 100 mm x 100 mm.
Comparative Example 2 using a planar light emitting device having a size of × 1 mm
-3. <Evaluation> With respect to the planar light emitting devices for liquid crystal display devices obtained in the above Examples 2-1a to 2-1d and Comparative Examples 2-1 to 2-3, the same items 1 and 2 were evaluated.

【0084】それらの評価結果を表2に示す。Table 2 shows the evaluation results.

【0085】[0085]

【表2】 [Table 2]

【0086】以上の結果から、本発明の実施例2−1a
〜2−1dによると、比較例(従来技術)を上回る光の
光の有効利用を実現できることがわかる。これは導光体
の傾斜面で反射した光の多くがS波成分のみとなり、S
波が最も透過するように配置した偏光板での光の吸収が
抑えられたことによる。また、導光体の光出射面におけ
る面内の均一性が良好となることが確認できた。
From the above results, it was found that the embodiment 2-1a of the present invention
According to 2-1d, it can be seen that the light can be more effectively used than the comparative example (prior art). This is because most of the light reflected on the inclined surface of the light guide is only the S wave component,
This is because the absorption of light by the polarizing plate arranged to transmit the wave most is suppressed. In addition, it was confirmed that the in-plane uniformity of the light exit surface of the light guide was improved.

【0087】比較例2−1では、偏光板を透過する前の
状態においては一番明るいが、偏光方向が揃っていない
ために半分以上の光が吸収されてしまい、結果として偏
光板通過後の輝度が低くなっている。比較例2−2で
は、偏光分離する斜面に当たる光の角度成分が非常に多
彩であるため、ブリュースタ角に一致しない光のロス分
が大きく、思ったほどの効果が得られない。
In Comparative Example 2-1, the light was brightest before transmission through the polarizing plate, but more than half of the light was absorbed because the polarization directions were not uniform, and as a result, after passing through the polarizing plate. Brightness is low. In Comparative Example 2-2, since the angle component of the light hitting the inclined surface for polarization separation is very diversified, the loss of light that does not match the Brewster angle is large, and the expected effect cannot be obtained.

【0088】[0088]

【発明の効果】以上説明したように、第1及び第2の発
明の面状発光装置によれば、導光体から偏光の揃った光
を出射することができるので、液晶表層装置の光入射側
の偏光板に吸収される光の割合を減らすことができる。
これにより、ビームスプリッタやコンデンサレンズ等の
高価な光学部品を用いなくても、光を有効に利用するこ
とができ、輝度が高くて画質感に優れた発光を実現する
ことができる。
As described above, according to the planar light emitting devices of the first and second aspects of the present invention, light with uniform polarization can be emitted from the light guide. The ratio of the light absorbed by the polarizing plate on the side can be reduced.
Accordingly, light can be effectively used without using expensive optical components such as a beam splitter and a condenser lens, and light emission with high luminance and excellent image quality can be realized.

【0089】しかも、第1の発明の面状発光装置におい
ては、導光体の光出射面に反射防止手段を設けているの
で、一方の偏光に揃えられた出光成分が導光体を構成す
る樹脂と空気の界面を通過して出光するときの界面での
反射ロスを低減することができ、輝度を更に高めること
ができる。
Further, in the planar light emitting device of the first invention, since the antireflection means is provided on the light exit surface of the light guide, the light output component aligned to one polarized light constitutes the light guide. The reflection loss at the interface when light is emitted through the interface between the resin and air can be reduced, and the luminance can be further increased.

【0090】また、第2の発明の面状発光装置では、偏
光分離のために導光体に設ける2種類の媒質の界面の配
置密度を、導光体の中央部に向かうに従って順次に高く
しているので、面内の出光分布の均一性を高めることが
できる。
In the planar light emitting device according to the second aspect of the present invention, the arrangement density of the interface between the two types of media provided in the light guide for polarization separation is gradually increased toward the center of the light guide. Therefore, the uniformity of the light emission distribution in the plane can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】反射防止シートの片面を断面三角形の凹凸が連
続する形状とした場合に傾斜屈折率が現れる原理の説明
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view of the principle that an inclined refractive index appears when one surface of an antireflection sheet has a shape in which irregularities having a triangular cross section are continuous.

【図2】第1の発明の面状発光装置に用いる導光体の出
光特性の一例を示すグラフ
FIG. 2 is a graph showing an example of light emission characteristics of a light guide used in the planar light emitting device of the first invention.

【図3】同じく導光体の出光特性の他の例を示すグラフFIG. 3 is a graph showing another example of the light output characteristics of the light guide.

【図4】第1の発明の実施の形態の構成を示す模式的断
面図
FIG. 4 is a schematic sectional view showing the configuration of the first embodiment of the present invention.

【図5】図4のX矢視図FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow X in FIG. 4;

【図6】第1の発明の他の実施の形態の構成を示す模式
的断面図
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a configuration of another embodiment of the first invention.

【図7】第1の発明の面状発光装置に用いる導光体の変
形例を示す模式図
FIG. 7 is a schematic view showing a modification of the light guide used in the planar light emitting device of the first invention.

【図8】同じく導光体の変形例を示す模式図FIG. 8 is a schematic view showing a modification of the light guide.

【図9】同じく導光体の変形例を示す模式図FIG. 9 is a schematic view showing a modification of the light guide.

【図10】同じく導光体の変形例を示す模式図FIG. 10 is a schematic view showing a modified example of the light guide.

【図11】同じく導光体の変形例を示す模式図FIG. 11 is a schematic view showing a modification of the light guide.

【図12】第2の発明の実施の形態の構成を示す模式的
断面図
FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of the second invention.

【図13】第2の発明の他の実施の形態の構成を示す模
式的断面図
FIG. 13 is a schematic sectional view showing the configuration of another embodiment of the second invention.

【図14】面内正面輝度の測定点を示す図FIG. 14 is a diagram showing measurement points of in-plane front luminance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導光体 1a 入射面 1b 光出射面 2 蛍光管(光源) 3 ランプリフレクタ 4 1/4波長板 5 反射シート 6 反射シート(ミラー) 7 反射防止シート 8 レンズシート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light guide 1a Incident surface 1b Light emitting surface 2 Fluorescent tube (light source) 3 Lamp reflector 4 1/4 wavelength plate 5 Reflection sheet 6 Reflection sheet (mirror) 7 Antireflection sheet 8 Lens sheet

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 屈折率の異なる2種類の材料による界面
が、入射光に対してブリュースタ条件を満たすよう、厚
み方向に対して30°〜60°の傾斜で多数配置されて
いるとともに、一方の端面が入射面とされ、かつ、この
入射面と直交する面のうち1つの面が光出射面とされて
おり、この入射面からの入射光を偏波面が互いに直交す
る第1、第2の偏光に高効率に分離し、第1の偏光を光
出射面から出射させ、第2の偏光を上記入射面とは反対
側の端面側に向けて進行させる導光体と、この導光体の
入射面近傍に配置された光源と、光源を覆うリフレクタ
と、光の進行方向に平行な側端面2面に配置されたミラ
ーと、上記導光体を透過した第2の偏光の偏波面を90
°回転させ、この光を導光体に再入射させるために、光
源と反対側の側端面に配置された1/4波長板と、1/
4波長板の外側に配置されたミラーと、導光体の光出射
面に配置された反射防止手段からなることを特徴とする
面状発光装置。
1. A large number of interfaces made of two kinds of materials having different refractive indices are arranged at an inclination of 30 ° to 60 ° with respect to a thickness direction so as to satisfy Brewster conditions with respect to incident light. Is an incident surface, and one of the surfaces orthogonal to the incident surface is a light emitting surface, and the incident light from this incident surface is converted into first and second light beams whose polarization planes are orthogonal to each other. And a light guide for emitting the first polarized light from the light exit surface and traveling the second polarized light toward the end surface opposite to the incident surface, and the light guide. A light source disposed in the vicinity of the light incident surface, a reflector covering the light source, a mirror disposed on two side end faces parallel to the light traveling direction, and a polarization plane of the second polarized light transmitted through the light guide. 90
A quarter-wave plate disposed on the side end face opposite to the light source to rotate the light and re-enter this light into the light guide;
A planar light emitting device comprising: a mirror disposed outside a four-wavelength plate; and antireflection means disposed on a light exit surface of a light guide.
【請求項2】 上記導光体の光出射面の裏面に当たる底
面にミラーが配置されていることを特徴とする、請求項
1に記載の面状発光装置。
2. The planar light emitting device according to claim 1, wherein a mirror is disposed on a bottom surface corresponding to a back surface of the light exit surface of the light guide.
【請求項3】 上記反射防止手段の光出射側の最表面の
屈折率が、上記導光体を構成する全ての部材より小さい
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の面状発光
装置。
3. The planar light emission according to claim 1, wherein the refractive index of the outermost surface on the light emission side of the antireflection means is smaller than all the members constituting the light guide. apparatus.
【請求項4】 上記反射防止手段として、ピッチが0.
5μm以下の連続した凹凸を有するシートを用いること
を特徴とする、請求項1、2または3に記載の面状発光
装置。
4. The anti-reflection means having a pitch of 0.1.
4. The planar light emitting device according to claim 1, wherein a sheet having continuous unevenness of 5 μm or less is used.
【請求項5】 屈折率の異なる2種類の材料による界面
が、入射光に対してブリュースタ条件を満たすよう、厚
み方向に対して30°〜60°の傾斜で多数配置されて
いるとともに、一方の端面が入射面とされ、かつ、この
入射面と直交する面のうち1つの面が光出射面とされて
おり、この入射面からの入射光を偏波面が互いに直交す
る第1、第2の偏光に高効率に分離し、第1の偏光を光
出射面から出射させ、第2の偏光を上記入射面とは反対
側の端面側に向けて進行させる導光体と、この導光体の
入射面近傍に配置された光源と、光源を覆うリフレクタ
と、光の進行方向に平行な側端面2面に配置されたミラ
ーと、上記導光体を透過した第2の偏光の偏波面を90
°回転させ、この光を導光体に再入射させるために、光
源と反対側の側端面に配置された1/4波長板と、1/
4波長板の外側に配置されたミラーによって構成されて
いるとともに、 上記導光体は、2種類の材料による界面の配置密度が、
導光体の入射面及びこれに対向する反対側の側端面から
それぞれ中央部に向かうに従って順次に高くなるように
構成されていることを特徴とする面状発光装置。
5. A large number of interfaces made of two kinds of materials having different refractive indexes are arranged at an angle of 30 ° to 60 ° with respect to a thickness direction so as to satisfy Brewster conditions with respect to incident light. Is an incident surface, and one of the surfaces orthogonal to the incident surface is a light emitting surface, and the incident light from this incident surface is converted into first and second light beams whose polarization planes are orthogonal to each other. And a light guide for emitting the first polarized light from the light exit surface and traveling the second polarized light toward the end surface opposite to the incident surface, and the light guide. A light source disposed in the vicinity of the light incident surface, a reflector covering the light source, a mirror disposed on two side end faces parallel to the light traveling direction, and a polarization plane of the second polarized light transmitted through the light guide. 90
A quarter-wave plate disposed on the side end face opposite to the light source to rotate the light and re-enter this light into the light guide;
The light guide is constituted by a mirror arranged outside the four-wavelength plate, and the arrangement density of the interface of the two kinds of materials is
A planar light emitting device comprising: a light-guiding body; and a surface light-emitting device which is configured so as to sequentially increase in height from a light incident surface and a side end surface opposite to the light guide toward a central portion.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH11231137A (en) * 1998-02-09 1999-08-27 Nitto Denko Corp Heteropolymer array plate and its production
US6796669B2 (en) 2001-04-24 2004-09-28 Sharp Kabushiki Kaisha Illuminating device, display device having the same, and light guide plate

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