JPWO2012046441A1 - Surface light source element and lighting device including the same - Google Patents

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    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide

Abstract

光源(1)と、光源(1)から出射された光が、一方の端面(21)に入射され、内部を伝播し、端面(21)と直交する一方の主面(22)から出射される導光板(2)と、を備え、導光板(2)において、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸からなる右手系座標空間を考えた場合、入射面を構成する一方の端面(21)は、YZ平面に略平行であり、出射面を構成する一方の主面(22)は、XY平面に略平行であって、かつ、他方の主面(23)よりも+Z方向に位置し、出射面(22)からの出射光は、−Y方向及び+Y方向の成分のうちいずれか一方の成分よりも他方の成分を多く有しており、該方向の成分を持って、導光板の出射面から出射するする光束が出射光束全体の55%以上である面光源素子。The light source (1) and the light emitted from the light source (1) are incident on one end surface (21), propagate inside, and exit from one main surface (22) orthogonal to the end surface (21). A light guide plate (2), and in the light guide plate (2), when considering a right-handed coordinate space consisting of an X axis, a Y axis, and a Z axis orthogonal to each other, one end face (21) constituting the incident surface Is substantially parallel to the YZ plane, and one main surface (22) constituting the exit surface is substantially parallel to the XY plane and is located in the + Z direction with respect to the other main surface (23), The outgoing light from the outgoing surface (22) has more of the other component than either one of the components in the -Y direction and the + Y direction. A surface light source element in which the luminous flux emitted from the surface is 55% or more of the total emitted luminous flux.

Description

本発明は、面光源素子及びそれを備えた照明装置に関し、特に導光板を用いた面光源素子及びそれを備えた照明装置に関する。   The present invention relates to a surface light source element and a lighting device including the same, and more particularly to a surface light source element using a light guide plate and a lighting device including the same.

照明に用いられる光源素子には、光源からの光を、直接照射したい場所に向ける方式や導光板の端面に配置した光源からの光を、導光板の端面と直交する主面から取り出して照射する方式がある。   For light source elements used for illumination, light from the light source is directed directly to the place to be irradiated, or light from the light source arranged on the end face of the light guide plate is extracted from the main surface orthogonal to the end face of the light guide plate and irradiated. There is a method.

特許文献1には、LEDなどの小型で高効率、高輝度な光源と、導光板とを用いた照明装置が開示されている。このような導光板を用いた照明装置は、小さい光源からの光を効率的に広げ、広い範囲を均一に照明することができる。さらに、光源を小型化、または光源の数を少なくすることができ、省スペース、省エネルギーなどの点で回路設計上好ましいため、広く用いられるようになってきた。   Patent Document 1 discloses an illumination device using a light source having a small size, high efficiency, and high brightness, such as an LED, and a light guide plate. An illuminating device using such a light guide plate can efficiently spread light from a small light source and illuminate a wide range uniformly. Furthermore, since the light source can be downsized or the number of light sources can be reduced, and it is preferable in terms of circuit design in terms of space saving and energy saving, it has been widely used.

ところで、導光板を用いた光源素子は、液晶表示装置に代表される透過型の画像表示装置の面光源素子(バックライト)として、従来から広く用いられている。このような画像表示装置では、光出射面が直接観察される。そのため、通常、バックライトは、光出射面の法線方向(正面方向)に光を偏向させるように、設計されている(例えば、特許文献2参照)。   By the way, a light source element using a light guide plate has been widely used as a surface light source element (backlight) of a transmissive image display device typified by a liquid crystal display device. In such an image display device, the light exit surface is directly observed. Therefore, the backlight is usually designed so as to deflect light in the normal direction (front direction) of the light emitting surface (see, for example, Patent Document 2).

他方、例えば、スポットライト、陳列棚、間接照明などの照明装置では、特定の方向のみを明るくする用途もある。このような用途に従来のバックライトを用いた場合、面光源素子自体を傾ける必要があり、照明装置自体が大型化してしまう。   On the other hand, for example, in lighting devices such as spotlights, display shelves, and indirect lighting, there is an application in which only a specific direction is brightened. When a conventional backlight is used for such an application, it is necessary to tilt the surface light source element itself, which increases the size of the illumination device itself.

このような問題に対し、特許文献3には、導光板内を光が伝搬する方向において、一方向に光を集中する方法が開示されている。この方向では、元々導光板内を光が伝搬する方向が主に一方向に限定されているため、導光板内を全反射する条件から外すことで一方向に光を集中することができる。   With respect to such a problem, Patent Document 3 discloses a method of concentrating light in one direction in the direction in which light propagates in the light guide plate. In this direction, the direction in which light propagates through the light guide plate is primarily limited to one direction, so that light can be concentrated in one direction by removing it from the condition of total reflection inside the light guide plate.

特許文献4には、任意の方向に光を出射させる面光源素子が開示されている。   Patent Document 4 discloses a surface light source element that emits light in an arbitrary direction.

特許文献5には、導光板から出射した光を、ある角度に偏向させるプリズムシートが開示されている。   Patent Document 5 discloses a prism sheet that deflects light emitted from a light guide plate at a certain angle.

特許文献6には、導光板から出射した光を、出射面側に設けられた部材で、導光方向と直交する面において2方向に分離する方法が開示されている。この方法では、特定の角度に光を偏向させることが可能である。   Patent Document 6 discloses a method of separating light emitted from a light guide plate in two directions on a surface orthogonal to the light guide direction by a member provided on the exit surface side. With this method, it is possible to deflect light at a specific angle.

特開2007−059285号公報JP 2007-059285 A 特開2005−142128号公報JP 2005-142128 A 特開2001−229703号公報JP 2001-229703 A 特開2004−071189号公報JP 2004-071189 A 特開2007−503007号公報JP 2007-503007 A 特開2007−294465号公報JP 2007-294465 A

特許文献3に開示された方法では、導光方向と直交する面において、観察側へも照明側と同量の光が出射するため、意匠性及び外観に劣り、エネルギーロスも大きい。
特許文献4には、任意の方向に光を出射させるための具体的な手段が示されていない。
特許文献5に開示された方法では、導光板と別の部材が必要であり、高コスト化や、信頼性の低下、利便性に劣る。また、ディスプレイ用の広い視野角を目的としており、特定の角度を照射するには適していない。
特許文献6に開示された方法でも、特許文献3と同様に、導光方向と直交する面において、観察側へも照明側と同量の光が出射するため、意匠性及び外観に劣り、エネルギーロスも大きい。
In the method disclosed in Patent Document 3, since the same amount of light as that on the illumination side is emitted to the observation side on the surface orthogonal to the light guide direction, the design and appearance are inferior, and the energy loss is large.
Patent Document 4 does not show specific means for emitting light in an arbitrary direction.
In the method disclosed in Patent Document 5, a member different from the light guide plate is necessary, and the cost is increased, the reliability is lowered, and the convenience is inferior. Moreover, it aims at a wide viewing angle for a display, and is not suitable for irradiating a specific angle.
Even in the method disclosed in Patent Document 6, as in Patent Document 3, since the same amount of light as that on the illumination side is emitted to the observation side on the surface orthogonal to the light guide direction, the design and appearance are inferior. Loss is also great.

本発明は、以上を鑑みなされたものであって、意匠性及び外観に優れ、かつ、高効率な面光源素子及びそれを備えた照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a highly efficient surface light source element that is excellent in design and appearance, and a lighting device including the same.

本発明に係る一態様は、
光源と、
前記光源から出射された光が、一方の端面に入射され、内部を伝播し、前記端面と直交する一方の主面から出射される導光板と、を備え、
前記導光板において、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸からなる右手系座標空間を考えた場合、
入射面を構成する前記一方の端面は、YZ平面に略平行であり、
出射面を構成する前記一方の主面は、XY平面に略平行であって、かつ、他方の主面よりも+Z方向に位置し、
前記出射面からの出射光は、−Y方向及び+Y方向の成分のうちいずれか一方の成分よりも他方の成分を多く有しており、該方向の成分を持って、導光板の出射面から出射するする光束が出射光束全体の55%以上である面光源素子である。
One aspect of the present invention is:
A light source;
The light emitted from the light source is incident on one end surface, propagates through the inside, and is output from one main surface orthogonal to the end surface, and
In the light guide plate, when considering a right-handed coordinate space consisting of an X axis, a Y axis, and a Z axis orthogonal to each other,
The one end face constituting the incident surface is substantially parallel to the YZ plane,
The one main surface constituting the emission surface is substantially parallel to the XY plane and is positioned in the + Z direction with respect to the other main surface,
The outgoing light from the outgoing surface has more of the other component than either one of the components in the −Y direction and the + Y direction, and has the component in this direction, from the outgoing surface of the light guide plate. In this surface light source element, the emitted light beam is 55% or more of the entire emitted light beam.

前記一態様において、前記出射面と対向する主面に複数の凹部を有し、前記凹部が、XZ平面と略平行な第1の面と、平面もしくは曲面からなる第2の面と、を備え、前記第2の面の任意の場所における+Z方向の法線ベクトルが、−Y方向及び+Y方向の成分のうち前記出射光が多く有している方の成分を有していることが好ましい。
ここで、前記凹部の形状は、多角錐の一部もしくは全部、又は、楕円球もしくは円錐の一部からなることが好ましい。
さらに、前記第2の面のXY平面からの傾斜角をα、+Z方向から見た前記第2の面の+Z方向の法線ベクトルのXY平面への射影の+X方向からの反時計回りの角度をβとすると、角度αが20°以上、80°以下であり、かつ、角度βの絶対値が、15°以上、165°以下であることが好ましい。
In the one aspect, the main surface facing the emission surface has a plurality of recesses, and the recess includes a first surface substantially parallel to the XZ plane and a second surface made of a plane or a curved surface. It is preferable that the normal vector in the + Z direction at an arbitrary location on the second surface has a component that the outgoing light has more of the components in the −Y direction and the + Y direction.
Here, it is preferable that the shape of the concave portion is a part or the whole of a polygonal pyramid, or an elliptical sphere or a part of a cone.
Further, the inclination angle of the second surface from the XY plane is α, and the projection of the normal vector in the + Z direction of the second surface onto the XY plane as viewed from the + Z direction is the counterclockwise angle from the + X direction. Is β, the angle α is preferably 20 ° or more and 80 ° or less, and the absolute value of the angle β is preferably 15 ° or more and 165 ° or less.

前記一態様において、前記出射面と対向する主面に複数の溝部を有し、前記溝部の長手方向が、+Z方向から見てY軸から傾いていることが好ましい。
ここで、+Z方向から見た前記溝部の長手方向の+Y方向からの反時計回りの角度をγとすると、角度γの絶対値が、15°以上、75°以下であることが好ましい。
In the aspect, it is preferable that the main surface facing the emission surface has a plurality of groove portions, and the longitudinal direction of the groove portions is inclined from the Y axis when viewed from the + Z direction.
Here, when the counterclockwise angle from the + Y direction in the longitudinal direction of the groove portion viewed from the + Z direction is γ, the absolute value of the angle γ is preferably 15 ° or more and 75 ° or less.

上記面光源素子は、該面光源素子の支持体および電源とともに、スポットライト、商品などの陳列棚等に用いるディスプレイ用照明、ダウンライトや、足元灯などの直接、間接照明用途の照明装置に用いることができる。   The surface light source element, together with the support and power source of the surface light source element, are used for lighting devices for direct and indirect lighting applications such as spotlights, display shelves for products, etc., downlights, foot lamps, etc. be able to.

本発明によれば、意匠性及び外観に優れ、かつ、高効率な面光源素子を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in the designability and external appearance, and can provide a highly efficient surface light source element.

本発明の第1の実施の形態に係る面光源素子の模式的斜視図である。It is a typical perspective view of the surface light source element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る面光源素子において、出射面側から観察した導光板内部の光の進行を示す図である。In the surface light source element which concerns on the 1st Embodiment of this invention, it is a figure which shows advancing of the light inside a light-guide plate observed from the output surface side. 本発明の第1の実施の形態に係る面光源素子の凹部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the recessed part of the surface light source element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る面光源素子の凹部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the recessed part of the surface light source element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る面光源素子の凹部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the recessed part of the surface light source element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る面光源素子の凹部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the recessed part of the surface light source element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る面光源素子の凹部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the recessed part of the surface light source element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る面光源素子の凹部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the recessed part of the surface light source element which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る面光源素子において、出射面側から観察した導光板内部の光の進行を示す図である。In the surface light source element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, it is a figure which shows advancing of the light inside a light-guide plate observed from the output surface side. 本発明の第2の実施の形態に係る面光源素子の溝部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the groove part of the surface light source element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る面光源素子の溝部の配列の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the arrangement | sequence of the groove part of the surface light source element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る面光源素子における光の進行を示す斜視図である。It is a perspective view which shows advancing of the light in the surface light source element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 実施例に係る面光源素子の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the surface light source element which concerns on an Example. 実施例1に係る面光源素子の輝度の角度分布を示す図である。It is a figure which shows angle distribution of the brightness | luminance of the surface light source element which concerns on Example 1. FIG. 実施例6に係る面光源素子の輝度の角度分布を示す図である。It is a figure which shows angle distribution of the brightness | luminance of the surface light source element which concerns on Example 6. FIG. 実施例7に係る面光源素子の輝度の角度分布を示す図である。It is a figure which shows angle distribution of the brightness | luminance of the surface light source element which concerns on Example 7. FIG. 実施例9に係る面光源素子の輝度の角度分布を示す図である。It is a figure which shows angle distribution of the brightness | luminance of the surface light source element which concerns on Example 9. FIG. 比較例1に係る面光源素子における凹部の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the recessed part in the surface light source element which concerns on the comparative example 1. FIG. 比較例1に係る面光源素子の輝度の角度分布を示す図である。It is a figure which shows angle distribution of the brightness | luminance of the surface light source element which concerns on the comparative example 1. FIG. 比較例2に係る面光源素子における凹部の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the recessed part in the surface light source element which concerns on the comparative example 2. FIG. 比較例2に係る面光源素子の輝度の角度分布を示す図である。It is a figure which shows angle distribution of the brightness | luminance of the surface light source element which concerns on the comparative example 2. FIG. 比較例3に係る面光源素子の輝度の角度分布を示す図である。It is a figure which shows angle distribution of the brightness | luminance of the surface light source element which concerns on the comparative example 3. 比較例4に係る面光源素子における凸部の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the convex part in the surface light source element which concerns on the comparative example 4. 比較例4に係る面光源素子の輝度の角度分布を示す図である。It is a figure which shows angle distribution of the brightness | luminance of the surface light source element which concerns on the comparative example 4.

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。図1は、本実施の形態に係る面光源素子の模式的斜視図である。この面光源素子は、光源1、導光板2を備えている。図1に示すように、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸からなる右手系座標空間において、導光板2は、XY平面に略平行な主面、YZ平面に略平行な入射面21を備えている。2つの主面のうち、+Z方向に位置する主面は、出射面22を構成している。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view of a surface light source element according to this embodiment. The surface light source element includes a light source 1 and a light guide plate 2. As shown in FIG. 1, in a right-handed coordinate space consisting of an X axis, a Y axis, and a Z axis orthogonal to each other, the light guide plate 2 has a main surface that is substantially parallel to the XY plane and an incident surface 21 that is approximately parallel to the YZ plane. I have. Of the two main surfaces, the main surface located in the + Z direction constitutes the emission surface 22.

光源1から出射し、導光板2の入射面21から入射した光は、導光板2の内部を全反射によって主にX軸に沿って伝搬して、出射面22から出射する。以下、図1におけるX軸方向のように、導光板内の主に光が伝搬する方向を導光方向という。図1に示すように、本実施の形態に係る面光源素子は、出射面22からの出射光を、+Y方向のみに偏向させることによって、特定の場所や物のみ明るく照らすことが可能である。そのため、照明装置を照明対象の方へ傾ける必要がなく、また、観察側には不要な光が出射されない。従って、意匠性及び外観に優れるとともに高効率な面光源素子を実現することができる。ここで、図1に示すように、光の出射方向は、Z軸とのなす角θ、光の出射方向のXY平面への射影とX軸とのなす角φにより表すことができる。   Light emitted from the light source 1 and incident from the incident surface 21 of the light guide plate 2 propagates along the X axis mainly through the internal reflection of the light guide plate 2 and exits from the output surface 22. Hereinafter, a direction in which light mainly propagates in the light guide plate as in the X-axis direction in FIG. 1 is referred to as a light guide direction. As shown in FIG. 1, the surface light source element according to the present embodiment can illuminate only a specific place or object brightly by deflecting the light emitted from the emission surface 22 only in the + Y direction. For this reason, it is not necessary to tilt the illumination device toward the illumination target, and unnecessary light is not emitted to the observation side. Therefore, it is possible to realize a highly efficient surface light source element that is excellent in design and appearance. Here, as shown in FIG. 1, the light emission direction can be represented by an angle θ formed with the Z-axis, and an angle φ formed by projection of the light emission direction onto the XY plane and the X-axis.

図2は、+Z方向(出射面22側)から観察した導光板2内部の光の進行を示す図である。図2に示すように、出射面22と対向する背面23には、複数の凹部3が形成されている。凹部3は、XZ平面と略平行な面aと、複数の平面もしくは1つ以上の曲面から成る面bとを備えている。面bの任意の場所における面bの+Z方向の法線ベクトルが、+Y方向の成分を有している。図2に示された凹部3は、一例として三角錐形状を有している。   FIG. 2 is a diagram illustrating the progress of light inside the light guide plate 2 observed from the + Z direction (exit surface 22 side). As shown in FIG. 2, a plurality of recesses 3 are formed on the back surface 23 facing the emission surface 22. The concave portion 3 includes a surface a substantially parallel to the XZ plane and a surface b composed of a plurality of planes or one or more curved surfaces. The normal vector in the + Z direction of the surface b at an arbitrary position of the surface b has a component in the + Y direction. The recessed part 3 shown by FIG. 2 has a triangular pyramid shape as an example.

導光板2の入射面21から入射した光は、+Y方向、または−Y方向の成分を持って、導光板2の内部を全反射によって伝搬する。
+Y方向の成分を持って伝搬している光L1は、一部は凹部3のXZ面と略平行な面aに入射し、面aによって全反射される。面aは、XZ平面と略平行であるため、この反射光は導光板2の内部から出射されることなく伝搬を続ける。
Light incident from the incident surface 21 of the light guide plate 2 has a component in the + Y direction or −Y direction and propagates through the light guide plate 2 by total reflection.
A part of the light L1 propagating with a component in the + Y direction is incident on the surface a substantially parallel to the XZ plane of the recess 3 and is totally reflected by the surface a. Since the surface a is substantially parallel to the XZ plane, the reflected light continues to propagate without being emitted from the inside of the light guide plate 2.

一方、−Y方向の成分を持って伝搬している光L2は、凹部の面bに入射し、面bで全反射される。ここで、面bの+Z方向の法線ベクトルが+Y方向の成分を有しているため、+Y方向へと偏向される。同様に、+Y方向の成分を持って伝搬している光の一部も、凹部の面bに入射し、面bでより+Y方向へ全反射される。図2に示すように、面bでの反射光が、導光板2の出射面22に対して全反射の条件から外れると、出射面22から出射される。   On the other hand, the light L2 propagating with a component in the -Y direction is incident on the surface b of the recess and is totally reflected by the surface b. Here, since the normal vector in the + Z direction of the surface b has a component in the + Y direction, it is deflected in the + Y direction. Similarly, part of the light propagating with a component in the + Y direction also enters the surface b of the recess and is totally reflected by the surface b in the + Y direction. As shown in FIG. 2, when the reflected light on the surface b deviates from the condition of total reflection with respect to the emission surface 22 of the light guide plate 2, the light is emitted from the emission surface 22.

このように、+Y方向の成分を持って伝搬する光と、−Y方向の成分を持って伝搬する光とを分けて制御することによって、+Y方向のみへ出射光を集中させることができる。従って、出射面22からの光を一方向にのみ偏向させた面光源素子が実現できる。   Thus, by separately controlling the light propagating with the component in the + Y direction and the light propagating with the component in the -Y direction, the emitted light can be concentrated only in the + Y direction. Therefore, a surface light source element in which light from the emission surface 22 is deflected only in one direction can be realized.

〈光源〉
光源1としては、冷陰極管、熱陰極管等の線状光源、LED等の点状光源が挙げられる。光源1は、導光板2の一方の端面21又は対向する両方の端面21に1個又は複数個配置してもよい。導光板2の一方の端面21に設けることにより、光源の個数を削減し、軽量、小型化が可能となる。一方、導光板2の両方の端面21に設けることにより、導光板2への入射光量が増加し、高輝度化を図ることができる。また、点状光源の個数は適宜決定すればよい。点状光源の個数が多くなると、導光板2への入射光量が増加し、高輝度化を図ることができる。点状光源を複数個用いる場合、点状光源の間隔は均等になるように配置することが望ましい。これにより点状光源の近傍と点状光源間の均一性を高めることができる。
<light source>
Examples of the light source 1 include linear light sources such as cold cathode tubes and hot cathode tubes, and point light sources such as LEDs. One or a plurality of light sources 1 may be arranged on one end face 21 of the light guide plate 2 or on both end faces 21 facing each other. By providing on one end surface 21 of the light guide plate 2, the number of light sources can be reduced, and the weight and size can be reduced. On the other hand, by providing on both end surfaces 21 of the light guide plate 2, the amount of light incident on the light guide plate 2 is increased, and high luminance can be achieved. The number of point light sources may be determined as appropriate. When the number of point light sources is increased, the amount of light incident on the light guide plate 2 is increased, and high brightness can be achieved. When using a plurality of point light sources, it is desirable to arrange them so that the intervals between the point light sources are equal. Thereby, the uniformity between the vicinity of the point light source and the point light source can be improved.

〈導光板〉
導光板2の材料としては、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂(PC)、ポリスチレン樹脂(PS)、シクロオレフィンポリマー等の透明性に優れた樹脂、又はガラスを用いることができる。中でもPMMAは軽量性、透明性の点で優れ、またPCは、耐久性の点で優れる。
<Light guide plate>
As the material of the light guide plate 2, an acrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), a polycarbonate resin (PC), a polystyrene resin (PS), a resin having excellent transparency such as a cycloolefin polymer, or glass can be used. . Among them, PMMA is excellent in terms of lightness and transparency, and PC is excellent in terms of durability.

導光板2の加工方法としては、押し出し板もしくはキャスト板から切り出す方法、又は加熱プレス、射出成形等の溶融成形法等が好適に用いられるが、これに限定されるものではない。
また、導光板2に凹部3を設ける場合の製造方法としては、特に制限はないが、フォトリソグラフ法、切削法等により作製される原形を用いた、押出成形、射出成形、紫外線硬化樹脂を使用した2P(Photo Polymerization)成形法が上げられる。凹部3の大きさ、形状、量産性当を考慮して好適な成形方法を選択すればよい。
As a processing method of the light guide plate 2, a method of cutting out from an extruded plate or a cast plate, or a melt molding method such as a heating press or injection molding is preferably used, but it is not limited thereto.
In addition, the manufacturing method in the case where the concave portion 3 is provided in the light guide plate 2 is not particularly limited, but an extrusion molding, an injection molding, or an ultraviolet curable resin using an original shape produced by a photolithographic method, a cutting method or the like is used. 2P (Photo Polymerization) molding method. A suitable molding method may be selected in consideration of the size, shape, and mass productivity of the recess 3.

導光板2のX軸方向とY軸方向の長さは用途に応じて設定できる。例えば、野外の足元灯や、道路用照明など広い場所、大きい対象を照射する場合、X、Y軸方向に長い大きな照明を用いる。一方、卓上の照明スタンドなどの小さい場所を照射する場合、X、Y軸方向に短い小さな照明を用いる   The length of the light guide plate 2 in the X-axis direction and the Y-axis direction can be set according to the application. For example, when illuminating a wide place such as an outdoor footlamp or road illumination, or a large object, large illumination that is long in the X and Y axis directions is used. On the other hand, when illuminating a small place such as a table lamp, use a small short illumination in the X and Y axis directions.

導光板2のX軸方向とY軸方向の長さの比であるアスペクト比は照明を設置する場所、目的によって変更させることができる。X軸方向の長さを、Y軸方向の長さに対して大きくすると、少ない、または小さな光源で広い面積を照射でき、高効率である。また、省スペース化が可能である。そのため、商品の陳列棚や、卓上の照明スタンドなどに用いることができる。一方、X軸方向の長さを、Y軸方向の長さに対して小さくすると、多くの光源、大きい光源を用いることができるため、より高輝度で明るい面光源素子が得られる。   The aspect ratio, which is the ratio of the length of the light guide plate 2 in the X-axis direction and the Y-axis direction, can be changed depending on the place and purpose of installing the illumination. When the length in the X-axis direction is made larger than the length in the Y-axis direction, a large area can be irradiated with a small or small light source, which is highly efficient. In addition, space saving is possible. For this reason, it can be used for display shelves of products, lighting stands on tables, and the like. On the other hand, if the length in the X-axis direction is made smaller than the length in the Y-axis direction, many light sources and large light sources can be used, so that a brighter and lighter surface light source element can be obtained.

〈凹部〉
凹部3のX軸方向の最大長さは、10μm以上、1000μm以下であることが望ましい。更に望ましくは、15μm以上、700μm以下である。10μmより小さいと回折現象により着色が発生し、外観の品位を低下させる。また1000μmより大きいと凹部3自身が視認されるため、外観の品位を低下させる。
<Recess>
The maximum length of the recess 3 in the X-axis direction is desirably 10 μm or more and 1000 μm or less. More desirably, it is 15 μm or more and 700 μm or less. If it is smaller than 10 μm, coloring occurs due to the diffraction phenomenon, and the appearance quality is lowered. Moreover, since the recessed part 3 itself is visually recognized when larger than 1000 micrometers, the quality of an external appearance is reduced.

凹部3は、XZ平面と略平行な面aと、複数の平面もしくは1つ以上の曲面から成る面bと、を備えている。凹部3の具体的形状は、多角錐の一部もしくは全部、又は、楕円球(球を含む)もしくは円錐の一部からなる。図3、図4は、凹部3の形状が、それぞれ三角錐、四角錐である場合を示している。凹部3の形状を三角錐や四角錐とすると、面bを複数の平面から構成することができる。従って、各面bで全反射によって偏向される角度が限定することができる。そのため、出射面22の+Y方向側の特定の方向に光を集中させ、当該特定の方向において明るい面光源素子を得ることが可能である。   The recess 3 includes a surface a substantially parallel to the XZ plane and a surface b formed of a plurality of planes or one or more curved surfaces. The specific shape of the recess 3 is a part or all of a polygonal pyramid, or an elliptical sphere (including a sphere) or a part of a cone. 3 and 4 show cases where the shape of the recess 3 is a triangular pyramid and a quadrangular pyramid, respectively. When the shape of the concave portion 3 is a triangular pyramid or a quadrangular pyramid, the surface b can be composed of a plurality of planes. Therefore, the angle deflected by total reflection on each surface b can be limited. Therefore, it is possible to concentrate light in a specific direction on the + Y direction side of the emission surface 22 and obtain a bright surface light source element in the specific direction.

図3に示すように、凹部3の面bは、XY平面からの傾斜角αと、面bの法線のXY平面への射影した方向における、+Z方向から見て+X方向から反時計回りの角度βとにより規定することができる。ここで、角度αの取り得る範囲は0°<α<90°であるが、20°以上、80°以下が望ましい。また、30°以上、70°以下がより望ましく、35°以上、65°以下がさらに望ましい。この範囲において、面bで光が全反射した場合、効率的に光が導光板内から取り出される。角度βの取り得る範囲は、+Y方向に偏向する場合、0°<β<180°であるが、15°以上、165°以下が望ましい。また、25°以上、155°以下がより望ましく、30°以上、150°以下がさらに望ましい。この範囲において、光が効果的に+Y方向に偏向される。角度βが15°より小さい、または165°より大きいと、全反射によって光を+Y方向に偏向できず、−Y方向に向かう光が増加する。   As shown in FIG. 3, the surface b of the recess 3 is counterclockwise from the + X direction as viewed from the + Z direction in the direction of the inclination angle α from the XY plane and the direction in which the normal of the surface b is projected onto the XY plane. It can be defined by the angle β. Here, the possible range of the angle α is 0 ° <α <90 °, but is preferably 20 ° or more and 80 ° or less. Moreover, 30 degrees or more and 70 degrees or less are more desirable, and 35 degrees or more and 65 degrees or less are further desirable. In this range, when the light is totally reflected by the surface b, the light is efficiently extracted from the light guide plate. The range that the angle β can take is 0 ° <β <180 ° when deflecting in the + Y direction, but is preferably 15 ° or more and 165 ° or less. Moreover, 25 degrees or more and 155 degrees or less are more desirable, and 30 degrees or more and 150 degrees or less are more desirable. In this range, light is effectively deflected in the + Y direction. When the angle β is smaller than 15 ° or larger than 165 °, the light cannot be deflected in the + Y direction by total reflection, and the light traveling in the −Y direction increases.

なお、−Y方向に偏向する場合、角度βの取り得る範囲は−180°<β<0°であるが、−165°以上、−15°以下が望ましい。また、−155°以上、−25°以下がより望ましく、−150°以上、−30°以下がさらに望ましい。この範囲において、光が効果的に−Y方向に偏向される。角度βがより−165°小さい、または−15°より大きいと、全反射によって光を−Y方向に偏向できず、+Y方向に向かう光が増加する。
つまり、+Y方向及び−Y方向のいずれに偏光する場合でも、角度βの絶対値が、15°以上、165°以下が望ましく、25°以上、155°以下がより望ましく、30°以上、150°以下がさらに望ましい。
In the case of deflecting in the −Y direction, the range that the angle β can take is −180 ° <β <0 °, but is preferably −165 ° or more and −15 ° or less. Further, it is more preferably −155 ° or more and −25 ° or less, and further preferably −150 ° or more and −30 ° or less. In this range, light is effectively deflected in the -Y direction. If the angle β is smaller than −165 ° or larger than −15 °, the light cannot be deflected in the −Y direction by total reflection, and the light traveling in the + Y direction increases.
That is, the absolute value of the angle β is preferably 15 ° or more and 165 ° or less, more preferably 25 ° or more and 155 ° or less, and 30 ° or more and 150 ° regardless of whether the light is polarized in the + Y direction or the −Y direction. The following is more desirable.

また、図5、図6、図7は、凹部3の形状が、それぞれ楕円球、球、円錐の一部である場合を示している。凹部3の形状を、楕円球、球、円錐の一部とすることによって、面bを曲面で構成することができる。この場合、面bで全反射によって+Y方向に偏向される角度の範囲を大きくすることが可能である。そのため、出射面22の+Y方向側の広い場所を均一に照射することに適した面光源素子を得ることができる。   5, FIG. 6, and FIG. 7 show a case where the shape of the recess 3 is an elliptical sphere, a sphere, and a part of a cone, respectively. By making the shape of the concave portion 3 a part of an elliptic sphere, a sphere, or a cone, the surface b can be configured by a curved surface. In this case, it is possible to increase the range of angles deflected in the + Y direction by total reflection on the surface b. Therefore, a surface light source element suitable for uniformly irradiating a wide place on the + Y direction side of the emission surface 22 can be obtained.

なお、凹部3は、図8に示すように、上面にXY平面に略平行な平坦面を設けてもよい。平坦面を設けることで製造が容易になる。   As shown in FIG. 8, the recess 3 may be provided with a flat surface substantially parallel to the XY plane on the upper surface. Manufacturing is facilitated by providing a flat surface.

凹部3の配列方法は、格子状、千鳥格子状や、ランダムに配列するなど、目的や製造方法に応じて任意に選定することができる。凹部3を多く設けた場所では、より多くの光が取り出される。従って、輝度が均一な面光源素子を得るためには、凹部3を光源から近い場所では疎に、光源から遠い場所では密に設けるなど、導光板2の面内で凹部3の密度を変調させることが望ましい。   The arrangement method of the recesses 3 can be arbitrarily selected according to the purpose and the manufacturing method, such as a lattice shape, a staggered lattice shape, or a random arrangement. In a place where many concave portions 3 are provided, more light is extracted. Therefore, in order to obtain a surface light source element with uniform brightness, the density of the recesses 3 is modulated in the plane of the light guide plate 2 such that the recesses 3 are provided sparsely in a place near the light source and densely in a place far from the light source. It is desirable.

隣接する2つの凹部3の間隔は、10μm以上、5000μm以下が望ましい。10μmより小さいと回折現象により着色が発生し、外観の品位を低下させる。一方、5000μmよりも大きいと、凹部3自身が視認されるため、外観の品位を低下させる。   The interval between two adjacent recesses 3 is preferably 10 μm or more and 5000 μm or less. If it is smaller than 10 μm, coloring occurs due to the diffraction phenomenon, and the appearance quality is lowered. On the other hand, when it is larger than 5000 μm, the recess 3 itself is visually recognized, so that the quality of the appearance is lowered.

以上説明したように、本実施の形態に係る面光源素子では、光源からの光が入射する入射面と直交する光出射面において、特定の方向に光を偏向させ、特定の場所や、物を照射することにより、不要な方向へ光が出射せず、高効率で、意匠性に優れた面光源素子を得ることが可能である。また、本発明の面光源素子を用いることで、商品や場所を明るく照射し、高効率で、不要な方向に光が出射しないために外観の良い照明装置を得ることができる。   As described above, in the surface light source element according to the present embodiment, light is deflected in a specific direction on the light emission surface orthogonal to the incident surface on which light from the light source is incident, and a specific place or object is By irradiating, it is possible to obtain a surface light source element that does not emit light in an unnecessary direction, has high efficiency, and is excellent in design. In addition, by using the surface light source element of the present invention, it is possible to obtain a lighting device having a good appearance because it illuminates a product or place brightly and does not emit light in an unnecessary direction with high efficiency.

(実施の形態2)
次に、本発明の第2の実施の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。本実施の形態に係る導光板2には、第1の実施の形態における凹部3に代えて、溝部4が形成されている。溝部4は、出射面22と対向する背面23に複数形成されている。ここで、溝部4の長手方向は、+Z方向から見てY軸から傾いている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the light guide plate 2 according to the present embodiment, a groove 4 is formed instead of the recess 3 in the first embodiment. A plurality of the groove portions 4 are formed on the back surface 23 facing the emission surface 22. Here, the longitudinal direction of the groove 4 is inclined from the Y axis as viewed from the + Z direction. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

図9は、+Z方向から観察した導光板2内部の光の進行を示す図である。導光板2の入射面21から入射した光は、+Y方向、または−Y方向の成分を持って導光板2の内部を伝搬する。+Y方向の成分を持って伝搬している光L11は、入射面21と対向する溝部4の面41に入射する。このとき、面41が+Y方向に傾いた面であるため、面41で全反射され+Y方向へと偏向される。更にこの全反射によって、導光板2の出射面22に対しての全反射の条件から外れるために、導光板2の出射面22から出射される。   FIG. 9 is a diagram illustrating the progress of light inside the light guide plate 2 observed from the + Z direction. Light incident from the incident surface 21 of the light guide plate 2 propagates inside the light guide plate 2 with a component in the + Y direction or the −Y direction. The light L11 propagating with a component in the + Y direction is incident on the surface 41 of the groove 4 facing the incident surface 21. At this time, since the surface 41 is a surface inclined in the + Y direction, it is totally reflected by the surface 41 and deflected in the + Y direction. Further, the total reflection reflects light from the light exiting surface 22 of the light guide plate 2 in order to deviate from the condition of total reflection with respect to the light exiting surface 22 of the light guide plate 2.

−Y方向の成分を持って伝搬している光L12も、入射面21に対向する溝部4の面41に入射し、全反射される。このとき、全反射によって更に+Y方向に大きく偏向されて導光板2の出射面22から出射される。溝部4の入射面21と対向していない面42は、導光板2を伝搬している光にとって面41の陰となっている。従って、面42に入射して全反射されて−Y方向に偏向される光はなく、出射面22からの光を一方向にのみ偏向させた面光源素子が実現できる。   The light L12 propagating with a component in the −Y direction also enters the surface 41 of the groove 4 facing the incident surface 21 and is totally reflected. At this time, the light is further greatly deflected in the + Y direction by total reflection and is emitted from the light exit surface 22 of the light guide plate 2. A surface 42 of the groove 4 that does not face the incident surface 21 is a shadow of the surface 41 for light propagating through the light guide plate 2. Accordingly, there is no light incident on the surface 42 and totally reflected and deflected in the −Y direction, and a surface light source element in which light from the emission surface 22 is deflected only in one direction can be realized.

〈溝部〉
溝部4の幅の10μm以上、1000μm以下であることが望ましい。更に望ましくは、15μm以上、700μm以下である。10μmより小さいと回折現象により着色が発生し、外観の品位を低下させる。一方、1000μmより大きいと溝部自身が視認されるため、外観の品位を低下させる。
<Groove>
The width of the groove 4 is preferably 10 μm or more and 1000 μm or less. More desirably, it is 15 μm or more and 700 μm or less. If it is smaller than 10 μm, coloring occurs due to the diffraction phenomenon, and the appearance quality is lowered. On the other hand, if it is larger than 1000 μm, the groove part itself is visually recognized, so that the quality of the appearance is lowered.

溝部4の傾きは、例えば図10に示すように、+Y方向からの反時計回りの角度γで規定できる。この溝部4の傾き角度γの取り得る範囲は、+Y方向に偏向する場合、0°<γ<90°であるが、15°以上、75°以下であることが望ましい。また、25°以上、65°以下がより望ましく、30°以上、60°以下がさらに望ましい。この範囲において、出射光が効果的に+Y方向に偏向される。角度γが15°より小さい、または75°より大きいと、全反射によって光を+Y方向に偏向できず、−Y方向に向かう光が増加する。   For example, as shown in FIG. 10, the inclination of the groove 4 can be defined by a counterclockwise angle γ from the + Y direction. The possible range of the inclination angle γ of the groove 4 is 0 ° <γ <90 ° when deflecting in the + Y direction, but is preferably 15 ° or more and 75 ° or less. Moreover, 25 degrees or more and 65 degrees or less are more desirable, and 30 degrees or more and 60 degrees or less are further desirable. In this range, the emitted light is effectively deflected in the + Y direction. If the angle γ is smaller than 15 ° or larger than 75 °, the light cannot be deflected in the + Y direction by total reflection, and the light traveling in the −Y direction increases.

なお、−Y方向に偏向する場合、角度γの取り得る範囲は−90°<γ<0°であるが、−75°以上、−15°以下であることが望ましい。また、−65°以上、−25°以下がより望ましく、−60°以上、−30°以下がさらに望ましい。この範囲において、出射光が効果的に−Y方向に偏向される。角度γが−75°より小さい、または−15°より大きいと、全反射によって光を−Y方向に偏向できず、+Y方向に向かう光が増加する。
つまり、+Y方向及び−Y方向のいずれに偏光する場合でも、角度γの絶対値が、15°以上、75°以下が望ましく、25°以上、65°以下がより望ましく、30°以上、60°以下がさらに望ましい。
In the case of deflecting in the −Y direction, the range that the angle γ can take is −90 ° <γ <0 °, but is preferably −75 ° or more and −15 ° or less. Further, it is more preferably −65 ° or more and −25 ° or less, and further preferably −60 ° or more and −30 ° or less. In this range, the emitted light is effectively deflected in the -Y direction. If the angle γ is smaller than −75 ° or larger than −15 °, the light cannot be deflected in the −Y direction by total reflection, and the light toward the + Y direction increases.
That is, the absolute value of the angle γ is preferably 15 ° or more and 75 ° or less, more preferably 25 ° or more and 65 ° or less, and more preferably 30 ° or more and 60 ° regardless of whether the light is polarized in the + Y direction or the −Y direction. The following is more desirable.

溝部4は、レンチキュラーレンズやプリズムとすることができる。プリズムの場合、斜面のXY平面からの傾斜角度は42°以上が望ましい。ここで、一般的な導光板の材料では屈折率n=1.5〜1.6である。そのため、この材料において臨界角よりも大きな斜面とすることで、プリズムの、導光板の入射面と対向しない面に入射する光を少なくでき、より一方向にのみ光を集中させることができる。   The groove 4 can be a lenticular lens or a prism. In the case of a prism, the inclination angle of the inclined surface from the XY plane is desirably 42 ° or more. Here, in a general light guide plate material, the refractive index n is 1.5 to 1.6. Therefore, by making the slope larger than the critical angle in this material, it is possible to reduce the light incident on the surface of the prism that does not oppose the incident surface of the light guide plate, and to concentrate the light only in one direction.

溝部4の配列は、目的に応じて、任意に設定可能である。溝部4を多く設けた場所では、より多くの光が取り出される。従って、輝度が均一な面光源素子を得るためには、溝部4を光源から近い場所では疎に、遠い場所では密に設けるなど、導光板2の面内で溝部4の密度を変調させることが望ましい。   The arrangement of the grooves 4 can be arbitrarily set according to the purpose. In a place where many grooves 4 are provided, more light is extracted. Therefore, in order to obtain a surface light source element with uniform luminance, the density of the groove 4 can be modulated within the surface of the light guide plate 2 such that the groove 4 is provided sparsely at a location near the light source and dense at a location far away. desirable.

隣接する2つの溝部4の間隔は、10μm以上、5000μm以下が望ましい。10μmより小さいと回折現象により着色が発生し、外観の品位を低下させる。また5000μmよりも大きいと、溝部4自身が視認されるため、外観の品位を低下させる。なお、導光板2の両端に光源1を設ける場合、図11に示すように、それぞれの光源に対向するように溝部4を設けても良い。   The interval between two adjacent groove portions 4 is preferably 10 μm or more and 5000 μm or less. If it is smaller than 10 μm, coloring occurs due to the diffraction phenomenon, and the appearance quality is lowered. On the other hand, if it is larger than 5000 μm, the groove 4 itself is visually recognized, so that the quality of the appearance is lowered. In addition, when providing the light source 1 in the both ends of the light-guide plate 2, as shown in FIG. 11, you may provide the groove part 4 so that each light source may be opposed.

(実施の形態3)
次に、本発明の第3の実施の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。本実施の形態に係る導光板2には、第1の実施の形態における凹部3に代えて、出射面22に複数の凸部5を有した出射光制御部材50を備えている。凸部5は、略円錐台形状であって、導光板2と光学的に密着されている。ここで、円錐台の上面及び下面を通りYZ平面に平行な断面形状の1辺がZ軸に略平行である。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The light guide plate 2 according to the present embodiment includes an outgoing light control member 50 having a plurality of convex portions 5 on the outgoing surface 22 instead of the concave portions 3 in the first embodiment. The convex portion 5 has a substantially frustoconical shape, and is in optical contact with the light guide plate 2. Here, one side of the cross-sectional shape passing through the upper and lower surfaces of the truncated cone and parallel to the YZ plane is substantially parallel to the Z axis. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

図9は、導光板2と、凸部5を有した出射光制御部材50と、の内部の光の進行を示す図である。導光板2の内部を伝搬する光は、凸部5の導光板2と密着した部分に入射すると、凸部5内部に進入し、円錐台形状の凸部5の側面で全反射され、出射光制御部材50から出射される。このとき、凸部5の内部を−Y方向の成分を持って進行していた光L22は、円錐台の−Y方向側の側面で全反射され、+Y方向に変換されて出射する。一方、凸部5の内部を+Y方向の成分を持って進行していた光L21は、円錐台の+Y方向側の側面で全反射するが、+Y方向側の側面がZ軸に対して傾斜しているため、光は+Y方向のまま僅かに+Z方向に変換されるだけである。以上のように、凸部5の内部の全反射後には、光が+Y方向に集中されるため、光を一方向にのみ偏向させた面光源素子が実現できる。   FIG. 9 is a diagram illustrating the progress of light inside the light guide plate 2 and the emitted light control member 50 having the convex portion 5. When the light propagating inside the light guide plate 2 enters the portion of the convex portion 5 in close contact with the light guide plate 2, the light enters the convex portion 5 and is totally reflected by the side surface of the convex portion 5 having a truncated cone shape. The light is emitted from the control member 50. At this time, the light L22 traveling in the convex portion 5 with a component in the −Y direction is totally reflected by the side surface on the −Y direction side of the truncated cone, converted into the + Y direction, and emitted. On the other hand, the light L21 traveling in the convex portion 5 with a component in the + Y direction is totally reflected on the side surface on the + Y direction side of the truncated cone, but the side surface on the + Y direction side is inclined with respect to the Z axis. Therefore, the light is only slightly converted to the + Z direction while remaining in the + Y direction. As described above, since the light is concentrated in the + Y direction after total reflection inside the convex portion 5, a surface light source element in which the light is deflected only in one direction can be realized.

〈出射光制御部材〉
凸部5のX軸方向の最大幅は、10μm以上、1000μm以下であることが望ましい。更に望ましくは、15μm以上、700μm以下である。10μmより小さいと、回折現象により着色が発生し、外観の品位を低下させる。一方、1000μmより大きいと、凸部5自身が視認されるため、外観の品位を低下させる。
<Emission light control member>
The maximum width in the X-axis direction of the convex portion 5 is desirably 10 μm or more and 1000 μm or less. More desirably, it is 15 μm or more and 700 μm or less. If it is smaller than 10 μm, coloring occurs due to diffraction phenomenon, and the appearance quality is lowered. On the other hand, if it is larger than 1000 μm, the convex portion 5 itself is visually recognized, so that the quality of the appearance is lowered.

凸部5の配列方法は、格子状、千鳥格子状や、ランダムに配列するなど、目的や製造方法に応じて任意に選定することができる。凸部5を多く設けた場所では、より多くの光が取り出される。従って、輝度が均一な面光源素子を得るためには、凸部5を光源から近い場所では疎に、遠い場所では密に設けるなど、導光板2の面内で凸部5の密度を変調させることが望ましい。   The arrangement method of the convex portions 5 can be arbitrarily selected according to the purpose and the manufacturing method, such as a lattice shape, a staggered lattice shape, or a random arrangement. In a place where many convex portions 5 are provided, more light is extracted. Therefore, in order to obtain a surface light source element with uniform brightness, the density of the convex portions 5 is modulated in the plane of the light guide plate 2 such that the convex portions 5 are provided sparsely at a location close to the light source and dense at a remote location. It is desirable.

隣接する2つの凸部5の間隔は、10μm以上、5000μm以下が望ましい。10μmより小さいと回折現象により着色が発生し、外観の品位を低下させる。一方、5000μmよりも大きいと、凸部5自身が視認されるため、外観の品位を低下させる。   The interval between two adjacent convex portions 5 is preferably 10 μm or more and 5000 μm or less. If it is smaller than 10 μm, coloring occurs due to the diffraction phenomenon, and the appearance quality is lowered. On the other hand, when it is larger than 5000 μm, the convex portion 5 itself is visually recognized, so that the quality of the appearance is lowered.

また、導光板2と凸部5を有する出射光制御部材50とを光学的に密着させるには、導光板2と出射光制御部材50との間に固定層を設けてもよい。固定層としては、接着剤、粘着材、粘接着材、光硬化性樹脂などが挙げられるが、取り扱い性や生産性の面から光硬化性の粘接着材が好適に用いられる。粘着材には、例えばゴム系やアクリル系、ビニルアルキルエーテル系やシリコーン系、ポリスチレン系やポリウレタン系、ポリエーテル系やポリアミド系、スチレン系等の適宜なポリマーをベースポリマーとするものが挙げられる。中でも、アクリル酸ないしメタクリル酸のアルキルエステルを主体とするポリマーをベースポリマーとするアクリル系粘着材が透明性や耐候性、耐熱性の点で優れるため、好適に用いられる。また、接着剤はそれに例えば、シリカやアルミナ、チタニアやジルコニア、酸化錫や酸化インジウム、酸化カドミウムや酸化ノンモン等の導電性のある無機系粒子や、架橋または未架橋ポリマー等の有機系粒子等の適宜な透明粒子を1種または2種以上含有させて光拡散型のものとすることもできる。   In order to optically adhere the light guide plate 2 and the outgoing light control member 50 having the convex portion 5, a fixed layer may be provided between the light guide plate 2 and the outgoing light control member 50. Examples of the fixing layer include an adhesive, a pressure-sensitive adhesive, an adhesive, a photocurable resin, and the like, and a photocurable adhesive is preferably used from the viewpoint of handleability and productivity. Examples of the adhesive material include those based on an appropriate polymer such as rubber, acrylic, vinyl alkyl ether, silicone, polystyrene, polyurethane, polyether, polyamide, and styrene. Among them, an acrylic pressure-sensitive adhesive material mainly composed of a polymer mainly composed of an alkyl ester of acrylic acid or methacrylic acid is preferable because it is excellent in transparency, weather resistance, and heat resistance. Adhesives include, for example, conductive inorganic particles such as silica, alumina, titania and zirconia, tin oxide and indium oxide, cadmium oxide and nonmony oxide, and organic particles such as crosslinked or uncrosslinked polymers. One kind or two or more kinds of suitable transparent particles can be contained to obtain a light diffusion type.

更に、導光板2の表面改質や、出射光制御部材50の凸部5を形成する材料に自己粘着性を持たせることで、導光板2と出射光制御部材50とを固定層を介さずに光学的に密着させてもよい。この場合、凸部5の先端に平坦部を設けることが好適である。この平坦部が密着することによって、光学的密着部の幅を高い精度で得ることが可能である。   Furthermore, the surface modification of the light guide plate 2 and the material forming the convex portions 5 of the outgoing light control member 50 are made self-adhesive so that the light guide plate 2 and the outgoing light control member 50 do not go through a fixed layer. You may make it optically adhere to. In this case, it is preferable to provide a flat portion at the tip of the convex portion 5. When the flat portion is in close contact, the width of the optical close contact portion can be obtained with high accuracy.

また、出射光制御部材50の表面形状は、スタンパまたは雌金型などを用いて、熱プレス法、紫外線硬化による2P法、熱硬化によるキャスト法、射出成形等によって透明な基材上に形成することができる。透明な基材としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー等の樹脂又はガラスが用いられる。本実施の形態においては、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂を用いた透明な基材上に光硬化性樹脂で形状を転写することが好適に用いられる。   Further, the surface shape of the outgoing light control member 50 is formed on a transparent substrate by using a stamper or a female die, etc., by a hot press method, a 2P method by ultraviolet curing, a casting method by thermal curing, injection molding, or the like. be able to. As the transparent substrate, resin such as acrylic resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, cycloolefin polymer, or glass is used. In the present embodiment, it is preferable to transfer the shape with a photocurable resin onto a transparent base material using an acrylic resin or a polycarbonate resin.

基材に転写する際に用いる光硬化性樹脂は、作製した出射光制御部材50の光学性能を決定するものであり、所望の性能に応じて適宜選択することが好ましい。光硬化性樹脂の成分としては、ラジカル重合が可能なモノマー或いはオリゴマーを単独、又は2種以上組み合わせて用いるが、通常2種以上を用いるのが好ましく、出射光制御部材50に要求される機械的強度、耐衝撃性、耐熱性、表面硬度等を付与することができる。成分の具体例としては、脂肪族、脂環族、芳香族系のモノマー、又はポリアルコールとアクリル酸、又はメタクリル酸との縮合反応得られるエステル型(メタ)アクリレートや、分子内に2個以上のイソシアネート基を有するイソシアネート化合物とヒドロキシル基又はチオール基を含有する(メタ)アクリレートとのウレタン化反応で得られるウレタンポリ(メタ)アクリレートや分子内に少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物と、アクリル酸又はメタクリル酸とのグリシジル基開環反応で得られるエポキシポリ(メタ)アクリレートや、飽和又は不飽和多価カルボン酸、多価アルコール及び(メタ)アクリル酸との縮合反応で得られるポリエステル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリロイル官能性モノマー若しくはオリゴマーや、スチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ジビニルベンゼン等のビニル化合物や、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート、ジアリルフタレート、ジアリルビフェニレート等の(メタ)アリル化合物が挙げられる。これら単量体は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合してもよい。   The photocurable resin used when transferring to the base material determines the optical performance of the produced outgoing light control member 50 and is preferably selected as appropriate according to the desired performance. As a component of the photocurable resin, monomers or oligomers that can be radically polymerized are used alone or in combination of two or more. However, it is usually preferable to use two or more, and the mechanical requirements for the outgoing light control member 50 are required. Strength, impact resistance, heat resistance, surface hardness and the like can be imparted. Specific examples of the component include aliphatic, alicyclic and aromatic monomers, or ester-type (meth) acrylate obtained by condensation reaction of polyalcohol with acrylic acid or methacrylic acid, or two or more in the molecule. A urethane poly (meth) acrylate obtained by a urethanization reaction between an isocyanate compound having an isocyanate group and a (meth) acrylate containing a hydroxyl group or a thiol group, a compound having at least two epoxy groups in the molecule, and an acrylic Polyester (meta) obtained by condensation reaction with epoxy poly (meth) acrylate obtained by glycidyl group ring-opening reaction with acid or methacrylic acid, or saturated or unsaturated polycarboxylic acid, polyhydric alcohol and (meth) acrylic acid ) (Meth) acryloyl functional monomers or oligomers such as acrylates And, styrene, chlorostyrene, bromostyrene, and vinyl compounds such as divinylbenzene, diethylene glycol bis allyl carbonate, diallyl phthalate, (meth) allyl compounds such as diallyl biphenylene rate and the like. These monomers may be used individually by 1 type, and may mix 2 or more types.

出射光制御部材50の作製に用いるスタンパは、例えばガラス基板上にネガ型或いはポジ型の感光性樹脂をコーティングし、この感光性樹脂を、フォトマスクを介して露光するか、又はレーザー描画装置により露光し、現像後、電鋳を行うことにより作製することができる。また、切削によって作製することもできる。   The stamper used for producing the emission light control member 50 is, for example, coating a negative or positive photosensitive resin on a glass substrate and exposing the photosensitive resin through a photomask or using a laser drawing apparatus. It can produce by performing electroforming after exposing and developing. It can also be produced by cutting.

出射光制御部材50の光出射面には、表面凹凸を直接転写しても良いし、光透過性微粒子を混合させた拡散材液を塗工することによって拡散層を設けてもよい。拡散層により視野角特性が滑らかになり、良好な品位を得ることができる。   On the light exit surface of the exit light control member 50, surface irregularities may be directly transferred, or a diffusion layer may be provided by applying a diffuser liquid mixed with light-transmitting fine particles. The viewing angle characteristics are smoothed by the diffusion layer, and good quality can be obtained.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。図13の略図に示す面光源素子について、輝度の角度分布を、照明設計解析ソフトウェアLightTools(登録商標)を用いて解析した。以下に、解析に用いた条件を記す。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples. With respect to the surface light source element shown in the schematic diagram of FIG. 13, the angular distribution of luminance was analyzed using illumination design analysis software LightTools (registered trademark). The conditions used for the analysis are described below.

図13に示すように、光源1は、高さ4mm、幅20mmの直方体の側面を発光部として、発光の角度特性をランバーシャン分布とした。
導光板2のサイズは、Y方向の幅20mm、X方向の長さ300mm、厚さ4mmとした。導光板2の材質は、PMMA(屈折率1.49)とした。導光板2の端面21に1個の光源1を設置し、導光板2の側面と、導光板2の底面23の外側には、拡散反射をする反射板を配置した。導光板2の出射面22と対向する面に、凹部もしくは溝部を設けるか、又は、導光板2の出射面22に光学的に密着した凸部を有する出射光制御板を設けた。
As shown in FIG. 13, the light source 1 has a rectangular parallelepiped side with a height of 4 mm and a width of 20 mm as a light emitting part, and the angular characteristics of light emission have a Lambertian distribution.
The size of the light guide plate 2 was 20 mm in the Y direction, 300 mm in the X direction, and 4 mm in thickness. The material of the light guide plate 2 was PMMA (refractive index 1.49). One light source 1 is installed on the end surface 21 of the light guide plate 2, and a reflection plate that performs diffuse reflection is disposed on the side surface of the light guide plate 2 and on the outside of the bottom surface 23 of the light guide plate 2. A concave portion or a groove portion is provided on the surface of the light guide plate 2 facing the output surface 22, or an output light control plate having a convex portion that is optically in close contact with the output surface 22 of the light guide plate 2.

上記モデルを用いて、導光板の出射面から光をシミュレーションで解析し、導光板中央付近での各角度輝度L(θ,φ)を取得した。ここで、出射光の+Z方向からの傾きをθ、該方向のX−Y平面に射影した方向における、+Z方向から見て+X方向から反時計回りに得られる角度をφとした。このとき輝度が+Y方向の成分を有する時、φは0°より大きく、180°より小さい。   Using the above model, light was analyzed from the exit surface of the light guide plate by simulation, and each angle luminance L (θ, φ) near the center of the light guide plate was obtained. Here, the inclination of the emitted light from the + Z direction is θ, and the angle obtained in the counterclockwise direction from the + X direction when viewed from the + Z direction in the direction projected onto the XY plane in this direction is φ. At this time, when the luminance has a component in the + Y direction, φ is larger than 0 ° and smaller than 180 °.

出射光のうち、+Y方向の成分を有して出射する光束I(+Y)と、−Y方向の成分を有して出射する光束I(−Y)とを、それぞれ以下の式(1)、(2)より算出した。

Figure 2012046441

Figure 2012046441
Of the emitted light, a light beam I (+ Y) emitted with a component in the + Y direction and a light beam I (−Y) emitted with a component in the −Y direction are respectively expressed by the following equations (1), Calculated from (2).
Figure 2012046441

Figure 2012046441

更に、I(+Y)と、I(−Y)の和に対するI(+Y)の割合を算出した。表1に実施例並びに比較例のI(+Y)の割合を記す。

Figure 2012046441
Furthermore, the ratio of I (+ Y) to the sum of I (+ Y) and I (−Y) was calculated. Table 1 shows the ratio of I (+ Y) in Examples and Comparative Examples.
Figure 2012046441

(実施例1)
実施例1として、図3で示すような凹部を有した面光源素子についてシミュレーションを行った。凹部は、XY平面上の底面が1辺100μmの正方形である正四角錐を底面の対角線(X軸)を含み底面に垂直な面(XZ平面)により2分割した三角錐である。面bのXY平面からの傾斜角度α、面bの法線のXY平面への射影した方向における、+Z方向から見て+X方向から反時計回りに得られる角度βとして、α=55°、β=45°である。
Example 1
As Example 1, a simulation was performed on a surface light source element having a recess as shown in FIG. The concave portion is a triangular pyramid obtained by dividing a regular quadrangular pyramid whose bottom surface on the XY plane is a square having a side of 100 μm into two by a plane (XZ plane) including the diagonal line (X axis) of the bottom surface and perpendicular to the bottom surface. The angle β obtained from the + Z direction counterclockwise when viewed from the + Z direction in the direction of inclination α of the surface b from the XY plane and the normal of the surface b projected onto the XY plane is α = 55 °, β = 45 °.

図1に示した各θ(=0°、20°、40°、60°、80°)での、φに対する輝度を図14に示す。図14に示すように、+Y方向に光が集中している。また、表1に示すように、全体に出射する光に対する割合は66%である。−Y方向に出射する割合が少ないため、−Y方向から観察した場合に面光源素子から出射する光がない。従って、照射する対象のみ明るく照らされる、意匠性の良い面光源素子が得られる。また、その出射する角度範囲が非常に狭いため、特定の物のみ照射するのに適した面光源素子となる。   FIG. 14 shows the luminance with respect to φ at each θ (= 0 °, 20 °, 40 °, 60 °, 80 °) shown in FIG. As shown in FIG. 14, light is concentrated in the + Y direction. Moreover, as shown in Table 1, the ratio with respect to the light radiate | emitted to the whole is 66%. Since the rate of emission in the −Y direction is small, there is no light emitted from the surface light source element when observed from the −Y direction. Therefore, a surface light source element having a good design property in which only the object to be illuminated is brightly illuminated can be obtained. In addition, since the outgoing angle range is very narrow, the surface light source element is suitable for irradiating only a specific object.

(実施例2〜5)
実施例2〜5として、実施例1と同様に、図3で示すような凹部を有した面光源素子についてシミュレーションを行った。実施例2はα=55°、β=30°、実施例3はα=55°、β=60°、実施例4はα=45°、β=45°、実施例5はα=35°、β=45°である。それ以外は実施例1と同じ条件である。表1に示すように、実施例2〜5においても、+Y方向に効率よく偏向され、+Y方向に出射する割合の多い、一方向にのみ照射することに適した面光源素子を得ることが可能である。また、照射対象の位置、照明からの角度などに応じて角度α、βを適宜選定して、出射する方向を適応させることができる。
(Examples 2 to 5)
As Example 2-5, it simulated about the surface light source element which has a recessed part as shown in FIG. Example 2 has α = 55 °, β = 30 °, Example 3 has α = 55 °, β = 60 °, Example 4 has α = 45 °, β = 45 °, and Example 5 has α = 35 °. , Β = 45 °. The other conditions are the same as in the first embodiment. As shown in Table 1, also in Examples 2 to 5, it is possible to obtain surface light source elements that are efficiently deflected in the + Y direction and have a high ratio of emission in the + Y direction and suitable for irradiation in only one direction. It is. In addition, it is possible to adapt the direction of emission by appropriately selecting the angles α and β according to the position of the irradiation target, the angle from illumination, and the like.

(実施例6)
実施例6として、図6で示すような凹部を有した面光源素子についてシミュレーションを行った。凹部は、直径200μmの半球の一部からなる形状である。面bのXY平面からの傾きα、面bの法線のXY平面への射影した方向における、+Z方向から見て+X方向から反時計回りに得られる角度βとして、α<90°、45°<β<135°の範囲にある。
(Example 6)
As Example 6, a simulation was performed on a surface light source element having a recess as shown in FIG. The recess has a shape composed of a part of a hemisphere having a diameter of 200 μm. The angle α obtained from the + Z direction counterclockwise as viewed from the + Z direction in the direction α of the plane b projected from the XY plane and the normal of the surface b onto the XY plane is α <90 °, 45 ° <Β <135 °.

各θ(=0°、20°、40°、60°、80°)での、φに対する輝度を図15に示す。図15に示すように、+Y方向に光が偏向されている。また、表1に示すように、58%の光が+Y方向に出射されている。従って、照射する対象のみ明るく照らされる、意匠性の良い面光源素子が得られる。また、その角度特性が滑らかであるため、角度によって急激に明るさが変化しない外観の良い、広い場所や大きな対象物を照射することに適した面光源素子となる。   FIG. 15 shows the luminance with respect to φ at each θ (= 0 °, 20 °, 40 °, 60 °, 80 °). As shown in FIG. 15, light is deflected in the + Y direction. Further, as shown in Table 1, 58% of light is emitted in the + Y direction. Therefore, a surface light source element having a good design property in which only the object to be illuminated is brightly illuminated can be obtained. In addition, since the angular characteristics are smooth, the surface light source element is suitable for irradiating a wide area or a large object with a good appearance whose brightness does not change abruptly depending on the angle.

(実施例7、8)
実施例7、8として、図10で示すような幅100μm、頂角90°のプリズム状の溝部を有した面光源素子についてシミュレーションを行った。溝部の長手方向の+Y方向からの反時計回りに取った角度γとして、実施例7はγ=45°、実施例8はγ=30°である。実施例7における、各θ(=0°、20°、40°、60°、80°)での、φに対する輝度を図16に示す。図16に示すように、+Y方向に光が偏向されている。また、表1に示すように、実施例7では55%、実施例8では58%の光が+Y方向に出射した。実施例7、8のようにプリズムからなる溝部を有する場合、特定の狭い角度範囲にのみ光が集中し、特定のもののみ照射することに適した面光源素子が得られる。
(Examples 7 and 8)
As Examples 7 and 8, a simulation was performed on a surface light source element having prism-shaped grooves having a width of 100 μm and an apex angle of 90 ° as shown in FIG. As the angle γ taken counterclockwise from the + Y direction in the longitudinal direction of the groove, γ = 45 ° in the seventh embodiment and γ = 30 ° in the eighth embodiment. The luminance with respect to φ at each θ (= 0 °, 20 °, 40 °, 60 °, 80 °) in Example 7 is shown in FIG. As shown in FIG. 16, light is deflected in the + Y direction. Further, as shown in Table 1, 55% of light was emitted in the + Y direction in Example 7 and 58% in Example 8. In the case where the groove portion formed of the prism is provided as in the seventh and eighth embodiments, a surface light source element suitable for irradiating only a specific element can be obtained by concentrating light only in a specific narrow angle range.

(実施例9)
実施例9として、図12で示すような出射光制御部材を用いた面光源素子についてシミュレーションを行った。出射光制御部材は導光板と光学的に密着した凸部を有し、凸部は、幅100μmの円錐台からなる。この円錐台の下面(導光板との密着面)の中心を通り、YZ平面に平行な断面において、−Y方向側の1辺がZ軸に平行である。この辺と対向する−Y方向側の1辺のXY平面からの傾斜角度は、55°である。
Example 9
As Example 9, a simulation was performed on a surface light source element using an emitted light control member as shown in FIG. The emitted light control member has a convex portion that is optically in close contact with the light guide plate, and the convex portion is a truncated cone having a width of 100 μm. One side on the −Y direction side is parallel to the Z axis in a cross section that passes through the center of the lower surface (contact surface with the light guide plate) of the truncated cone and is parallel to the YZ plane. The inclination angle of one side on the −Y direction side facing this side from the XY plane is 55 °.

各θ(=0°、20°、40°、60°、80°)での、φに対する輝度を図17に示す。図17に示すように、+Y方向に光が偏向されている。また、表1に示すように、実施例9では69%の光が+Y方向に出射した。つまり、−Y方向に出射する光が効率よく低減され、−Y方向から観察した場合に、面光源素子から直接観察者が照射されることがない。つまり、+Y方向に設置された対象物を特に外観よく照射可能な面光源素子を得ることができる。   FIG. 17 shows the luminance with respect to φ at each θ (= 0 °, 20 °, 40 °, 60 °, 80 °). As shown in FIG. 17, light is deflected in the + Y direction. As shown in Table 1, in Example 9, 69% of light was emitted in the + Y direction. That is, the light emitted in the −Y direction is efficiently reduced, and the observer is not directly irradiated from the surface light source element when observed from the −Y direction. That is, it is possible to obtain a surface light source element that can irradiate an object installed in the + Y direction with particularly good appearance.

(比較例1)
比較例1として、図18で示すような凹部を有した面光源素子についてシミュレーションを行った。凹部は1辺100μm、斜面の傾斜角度55°の正四角錐からなる。各θでの、φに対する輝度を図19に示す。図19に示すように、+Y方向に偏向されると同時に、−Y方向にも偏向される。そのため、表1に示すように、+Y方向へ出射する割合は50%である。従って、特定の対象物を照射することに適さない。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, a simulation was performed on a surface light source element having a recess as shown in FIG. The concave portion is formed of a regular quadrangular pyramid having a side of 100 μm and an inclined angle of 55 °. The luminance with respect to φ at each θ is shown in FIG. As shown in FIG. 19, at the same time as being deflected in the + Y direction, it is also deflected in the -Y direction. Therefore, as shown in Table 1, the rate of emission in the + Y direction is 50%. Therefore, it is not suitable for irradiating a specific object.

(比較例2)
比較例2として、図20で示すような直径100μmの半球からなる凹部を有した面光源素子についてシミュレーションを行った。各θでの、φに対する輝度を図21に示す。図21に示すように、あらゆる方向に光が出射する。そのため、表1に示すように、+Y方向へ偏向される成分は50%である。特定方向から観察した場合、面光源素子から観察者に到達する光が存在し、外観品位が低下する。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, a simulation was performed on a surface light source element having a concave portion formed of a hemisphere having a diameter of 100 μm as shown in FIG. The luminance with respect to φ at each θ is shown in FIG. As shown in FIG. 21, light is emitted in all directions. Therefore, as shown in Table 1, the component deflected in the + Y direction is 50%. When observed from a specific direction, there is light reaching the observer from the surface light source element, and the appearance quality deteriorates.

(比較例3)
比較例3として、図10で示すような幅100μm、頂角90°のプリズム状の溝部を有した面光源素子についてシミュレーションを行った。+Y方向からの反時計回りに取った角度γとすると、γ=0°である。各θ(=0°、20°、40°、60°、80°)での、φに対する輝度を図22に示す。図22に示すように、+Y方向に偏向されると同時に、−Y方向に偏向される。そのため、表1に示すように、+Y方向へ出射する割合は50%である。従って、特定の対象物を照射することに適さない。
(Comparative Example 3)
As Comparative Example 3, a simulation was performed for a surface light source element having prism-shaped grooves having a width of 100 μm and an apex angle of 90 ° as shown in FIG. If the angle γ is taken counterclockwise from the + Y direction, then γ = 0 °. The luminance with respect to φ at each θ (= 0 °, 20 °, 40 °, 60 °, 80 °) is shown in FIG. As shown in FIG. 22, it is deflected in the + Y direction and simultaneously in the -Y direction. Therefore, as shown in Table 1, the rate of emission in the + Y direction is 50%. Therefore, it is not suitable for irradiating a specific object.

(比較例4)
比較例4として、図23で示すような出射光制御部材を用いた面光源素子についてシミュレーションを行った。出射光制御部材の凸部は、幅100μm、傾斜角度60°の円錐台の形状である。各θ(=0°、20°、40°、60°、80°)での、φに対する輝度を図24に示す。図24に示すように、凸部の側面にて+Y方向に偏向される成分と同時に、−Y方向に偏向される成分が同量存在する。そのため、表1に示すように、+Y方向へ出射する割合は50%である。従って、特定の方向に存在する対象を照射することに適していない。
(Comparative Example 4)
As Comparative Example 4, a simulation was performed for a surface light source element using an emitted light control member as shown in FIG. The convex part of the emitted light control member has a truncated cone shape with a width of 100 μm and an inclination angle of 60 °. FIG. 24 shows the luminance with respect to φ at each θ (= 0 °, 20 °, 40 °, 60 °, 80 °). As shown in FIG. 24, the same amount of the component deflected in the −Y direction exists at the same time as the component deflected in the + Y direction on the side surface of the convex portion. Therefore, as shown in Table 1, the rate of emission in the + Y direction is 50%. Therefore, it is not suitable for irradiating an object existing in a specific direction.

以上説明した面光源素子は、導光板の光入射面と直交する光出射面において一方向に光を偏向させることが可能である。そのため、当該面光源素子を備えた照明装置は、不要な方向に光が出射せず、高効率で、外観がよい。具体的には、スポットライト、商品などの陳列棚等に用いるディスプレイ用照明、ダウンライトや、足元灯などの直接、間接照明に好適である。   The surface light source element described above can deflect light in one direction on the light emitting surface orthogonal to the light incident surface of the light guide plate. Therefore, the lighting device including the surface light source element does not emit light in unnecessary directions, has high efficiency, and has a good appearance. Specifically, it is suitable for direct or indirect lighting such as spotlights, display lighting used for display shelves of goods, downlights, foot lamps, and the like.

この出願は、2010年10月6日に出願された日本出願特願2010−226709を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。   This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2010-226709 for which it applied on October 6, 2010, and takes in those the indications of all here.

1:光源
2:導光板
21:導光板の入射面
22:導光板の出射面
23:導光板の底面
3:凹部
a:凹部の面
b:凹部の面
4:溝部
41:溝部のうち、導光板の入射面と対向する面
42:溝部のうち、導光板の入射面と対向しない面
5:凸部
50:出射光制御部材
α:面bのXY平面からの傾斜角
β:+Z方向から見た面bの法線ベクトルのXY平面への射影の+X方向から反時計回りの角度
γ:溝部の長手方向の+Y方向からの反時計回りの角度
θ:出射光の+Z方向からの傾き
φ:+Z方向から見た光の出射方向のXY平面への射影の+X方向から反時計回りの角度
L(θ、φ):θ、φで定められる方向に出射する光の輝度
I(+Y):+Y方向の成分を持って、導光板の出射面から出射するする光束
I(−Y):−Y方向の成分を持って、導光板の出射面から出射するする光束
1: Light source 2: Light guide plate 21: Light entrance plate entrance surface 22: Light guide plate exit surface 23: Light guide plate bottom surface 3: Concave portion a: Concave surface b: Concave surface 4: Groove portion 41: Groove portion Surface 42 facing the incident surface of the optical plate: Of the groove portion, a surface not facing the incident surface of the light guide plate 5: Convex portion 50: outgoing light control member α: inclination angle β of the surface b from the XY plane β: viewed from the + Z direction The angle γ counterclockwise from the + X direction of the projection of the normal vector of the surface b onto the XY plane γ: the counterclockwise angle θ from the + Y direction in the longitudinal direction of the groove portion θ: the inclination φ of the emitted light from the + Z direction φ: Angle L (θ, φ) of projection from the + X direction in the projection of the light emission direction seen from the + Z direction onto the XY plane: Luminance I (+ Y) of light emitted in the direction determined by θ and φ: + Y A light beam I (−Y) emitted from the exit surface of the light guide plate with a component in the direction: Light beam emitted from the emission surface of the plate

Claims (8)

光源と、
前記光源から出射された光が、一方の端面に入射され、内部を伝播し、前記端面と直交する一方の主面から出射される導光板と、を備え、
前記導光板において、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸からなる右手系座標空間を考えた場合、
入射面を構成する前記一方の端面は、YZ平面に略平行であり、
出射面を構成する前記一方の主面は、XY平面に略平行であって、かつ、他方の主面よりも+Z方向に位置し、
前記出射面からの出射光は、−Y方向及び+Y方向の成分のうちいずれか一方の成分よりも他方の成分を多く有しており、該方向の成分を持って、導光板の出射面から出射するする光束が出射光束全体の55%以上である面光源素子。
A light source;
The light emitted from the light source is incident on one end surface, propagates through the inside, and is output from one main surface orthogonal to the end surface, and
In the light guide plate, when considering a right-handed coordinate space consisting of an X axis, a Y axis, and a Z axis orthogonal to each other,
The one end face constituting the incident surface is substantially parallel to the YZ plane,
The one main surface constituting the emission surface is substantially parallel to the XY plane and is positioned in the + Z direction with respect to the other main surface,
The outgoing light from the outgoing surface has more of the other component than either one of the components in the −Y direction and the + Y direction, and has the component in this direction, from the outgoing surface of the light guide plate. A surface light source element in which the emitted light beam is 55% or more of the entire emitted light beam.
前記出射面と対向する主面に複数の凹部を有し、
前記凹部が、
XZ平面と略平行な第1の面と、
平面もしくは曲面からなる第2の面と、を備え、
前記第2の面の任意の場所における+Z方向の法線ベクトルが、−Y方向及び+Y方向の成分のうち前記出射光が多く有している方の成分を有していることを特徴とする請求項1に記載の面光源素子。
Having a plurality of recesses on the main surface facing the exit surface;
The recess is
A first surface substantially parallel to the XZ plane;
A second surface comprising a flat surface or a curved surface,
The normal vector in the + Z direction at an arbitrary location on the second surface has a component that the emitted light has more of components in the −Y direction and the + Y direction. The surface light source element according to claim 1.
前記凹部の形状が、多角錐の一部もしくは全部、又は、楕円球もしくは円錐の一部からなることを特徴とする請求項2に記載の面光源素子。   The surface light source element according to claim 2, wherein the shape of the concave portion is a part or all of a polygonal pyramid, or a part of an elliptical sphere or a cone. 前記第2の面のXY平面からの傾斜角をα、+Z方向から見た前記第2の面の+Z方向の法線ベクトルのXY平面への射影の+X方向からの反時計回りの角度をβとすると、
角度αが20°以上、80°以下であり、かつ、角度βの絶対値が、15°以上、165°以下であることを特徴とする請求項2又は3に記載の面光源素子。
The inclination angle of the second surface from the XY plane is α, and the projection of the normal vector in the + Z direction of the second surface viewed from the + Z direction onto the XY plane is the counterclockwise angle from the + X direction to β. Then,
The surface light source element according to claim 2, wherein the angle α is 20 ° or more and 80 ° or less, and the absolute value of the angle β is 15 ° or more and 165 ° or less.
前記出射面と対向する主面に複数の溝部を有し、
前記溝部の長手方向が、+Z方向から見てY軸から傾いていることを特徴とする請求項1に記載の面光源素子。
Having a plurality of grooves on the main surface facing the exit surface;
The surface light source element according to claim 1, wherein the longitudinal direction of the groove portion is inclined from the Y axis when viewed from the + Z direction.
+Z方向から見た前記溝部の長手方向の+Y方向からの反時計回りの角度をγとすると、
角度γの絶対値が、15°以上、75°以下であることを特徴とする請求項5に記載の面光源素子。
When the counterclockwise angle from the + Y direction in the longitudinal direction of the groove portion viewed from the + Z direction is γ,
The surface light source element according to claim 5, wherein an absolute value of the angle γ is 15 ° or more and 75 ° or less.
XY平面に略平行な主面を有し、前記導光板の前記出射面側に配置された出射光制御部材を更に備え、
前記出射光制御部材は、
前記導光板側の主面に、前記導光板と光学的に密着した円錐台形状の複数の凸部有し、
前記凸部は、
前記円錐台形状の上面及び下面の中心を通りYZ平面に平行な断面において台形を構成し、当該台形の1辺がZ軸に略平行であることを特徴とする請求項1に記載の面光源素子。
An emission light control member having a main surface substantially parallel to the XY plane and disposed on the emission surface side of the light guide plate;
The emitted light control member is
The main surface on the light guide plate side has a plurality of frustoconical convex portions that are in close contact with the light guide plate,
The convex portion is
2. The surface light source according to claim 1, wherein a trapezoid is formed in a cross section passing through the centers of the upper and lower surfaces of the truncated cone and parallel to the YZ plane, and one side of the trapezoid is substantially parallel to the Z axis. element.
請求項1から7のいずれか1項に記載の面光源素子、該面光源素子の支持体および電源を備えた照明装置。   A lighting device comprising: the surface light source element according to claim 1, a support for the surface light source element, and a power source.
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