WO2000049432A1 - Feuille a guides d'ondes optiques, dispositif a source de lumiere de surface et afficheur a cristaux liquides - Google Patents

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    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Definitions

  • Light guide plate surface light source device, and liquid crystal display technology
  • the present invention relates to a light guide plate for changing the direction of light supplied from the side inside and emitting the light from an exit surface, and a surface light source device using such a light guide plate, and further relates to such a surface. It relates to liquid crystal displays that employ light source devices for backlighting or front lighting. Background technology
  • a surface light source device of a type in which light is introduced from a side end surface of a light guide plate and one of two major surfaces (a surface having a larger area than the end surface) of the light guide plate is used as an emission surface is, for example, a liquid crystal display. It is widely used for spray backlighting and CFC lighting. The basic performance of this type of surface light source device largely depends on the light guide plate used.
  • the basic role of the light guide plate is to change the traveling direction of light introduced from the side end surface into the inside of the light guide plate (substantially parallel to the light exit surface of the light guide plate) and to emit the light from the light exit surface.
  • a simple transparent plate is used as it is as it is, the direction is hardly changed, and sufficient brightness cannot be obtained. Therefore, means for promoting the emission from the emission surface is required.
  • the means for promoting the emission of the light guide plate include (1) the scattered power inside the light guide plate (scattered light guide plate), (2) the light diffusing emission surface (one major surface), (3) the light diffusing back surface, (4) Emission surface with refractive irregularities, and (5) Back surface with refractive irregularities are supported by one or a combination of them.
  • the method (1) it is easy to obtain highly efficient and uniform emitted light.
  • the preferential emission direction from the emission surface is greatly inclined from the front direction (usually, an inclination of about 60 to 75 degrees with respect to the normal set on the emission surface). Therefore, an element (prism sheet) for correcting the direction in the front direction is required. Even if a light diffusion sheet is used, the light in the frontal direction increases to some extent, but light diffusion occurs over a wide area and the energy efficiency decreases.
  • the emission from the emission surface occurs obliquely and strongly. If light diffusivity is enhanced, efficiency will not increase due to factors such as wide-range scattering and absorption by light diffusing elements (such as white ink).
  • the method (4) facilitates the escape of light from the exit surface, but it is hard to say that a positive change in direction is performed. Therefore, it is difficult to obtain emitted light with high efficiency. In particular, it is not advantageous that no light is generated from the back surface of the light guide plate toward the light exit surface.
  • the method (5) positively generates light traveling from the back surface of the light guide plate to the emission surface, and does not cause wide-area scattering. Therefore, there is a possibility that emitted light having directivity directed toward a direction close to the front direction can be efficiently generated. In practice, however, the conventional technology has not been able to sufficiently control the traveling direction of light emitted from the light exit surface.
  • FIGS. 1 (a) to 1 (c) are diagrams illustrating an application example of the above method (5).
  • reference numeral 1 denotes a light guide plate made of a transparent material such as acrylic resin, and one side end surface provides an entrance surface 2.
  • the primary light source is located near the entrance surface 2 and supplies light to the entrance surface 2.
  • One of the two measuring surfaces 3 and 4 of the light guide plate 1 is an emission surface 3.
  • On the other surface referred to as the “back surface”.
  • the recess 5 is formed in a dot shape or a linear groove shape.p As shown in FIGS. 1 (a) to 1 (c), the formation pitch d and the depth h of the recess 5 or the slopes are formed. The inclination ⁇ is changed according to the distance from the entrance surface 2. This prevents the luminance of the light exit surface 3 from changing depending on the distance from the light entrance surface 2.
  • the direction control in the plane parallel to the entrance plane 2 is not enough.
  • the exit light G, ', G 2 ' is seen from the entrance surface 2. It will diverge to the right or left.
  • the light component that is not perpendicular to the incident surface 2 is considerably present in the actual light guide plate. Therefore, it is difficult to direct the emitted light to a spatially desired angle or angle range (in both directions perpendicular and parallel to the incident surface 2).
  • an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. That is, one object of the present invention is to improve a light guide plate for allowing light introduced from a side end surface (incident surface) to exit from an exit surface, so that a region where light is hard to reach does not come out, and the light guide plate is perpendicular to the entrance surface. The purpose of this is to make it possible to control the emission direction within a parallel plane and to prevent light leakage from the back.
  • another object of the present invention is to adopt such an improved light guide plate, so that a direction correcting element such as a prism sheet is not used, and the light guide plate is perpendicular and parallel to the incident surface. It is intended to provide a surface light source device that can efficiently generate illuminating light whose emission direction is controlled in a simple plane.
  • Still another object of the present invention is to provide a liquid crystal display in which the above-mentioned surface light source device is applied to backlighting or front lighting for a liquid crystal display and is easy to observe from a desired direction.
  • the present invention solves the above-mentioned technical problem by adopting a basic concept of performing a direction change by two internal reflections by a convex inner surface.
  • the present invention improves a light guide plate having two major surfaces providing an exit surface and a rear surface, and a side end surface for introducing light.
  • the rear surface of the light guide plate is used to change the light traveling direction.
  • Each projection includes a guide portion and a conversion output portion, and the conversion output portion includes a ridge portion and a first reflection surface and a second reflection surface formed on both sides thereof, respectively.
  • a valley is formed inside the protrusion by the ridge portion, the first reflection surface, and the second reflection surface, and the valley becomes narrower and deeper as the distance from the guide portion increases. Is formed to have a tendency to be shallow.
  • the internal input light that has arrived at the valley via the guide portion is reflected on one of the first reflecting surface and the second reflecting surface, and then reflected on the other reflecting surface, and is emitted from the emitting surface. Is generated.
  • the extending direction of the ridge of the conversion output unit may be changed according to the position on the back surface. In this case, it is possible to control the direction distribution of the light emitted from the emission surface by the distribution in the extending direction of the ridge.
  • the present invention provides an improved surface light source device employing the above-described light guide plate.
  • the present invention provides a surface light source device including a light guide plate having at least one primary light source, two major surfaces providing an emission surface and a rear surface, and a side end surface for introducing light from the primary light source. Improve.
  • the rear surface of the light guide plate has a number of protrusions for changing the light traveling direction.
  • Each projection includes a guide portion and a conversion output portion, and the conversion output portion includes a first ridge portion and first and second reflection surfaces formed on both sides of the first ridge portion, respectively.
  • a first valley is formed inside the projection by the first ridge, the first reflection surface, and the second reflection surface.
  • the first valley is formed so as to have a tendency to become narrower and shallower as the distance from the guide part increases.
  • the internal input light that has arrived at the first valley via the guide portion is reflected on one of the first reflection surface and the second reflection surface, and then is reflected on the other reflection surface.
  • Internal output light is generated that is reflected and directed toward the exit surface.
  • the extending direction of the first ridge of the conversion output unit may be changed according to the position on the back surface.
  • the direction distribution of the light emitted from the emission surface can be controlled by the distribution in the extending direction of the first ridge.
  • the internal output light generated by the large number of protrusions is emitted from the light exit surface so as to be substantially along a normal established on the light exit surface. Further, according to another embodiment, the internal output light generated by the large number of projections is emitted from the emission surface as a convergent light beam.
  • the guide section may be provided with the same or similar valley shape as the conversion output section, and the inside of the plan may be used also as the conversion output section, and at the same time, the conversion output section may be used also as the guide section.
  • the internal input light introduced from the first direction and arriving at the first valley via the guide portion is reflected on one of the first reflection surface and the second reflection surface, and then reflected on the other reflection surface. While the internal output light reflected by the surface and directed toward the exit surface may be generated, for light introduced from the second direction, the guide portion is also switched so that the functions of the guide portion and the output conversion portion are switched.
  • a valley shape is provided.
  • the guide portion includes a second ridge, a third reflection surface and a fourth reflection surface formed on both sides of the second ridge, and the second ridge, the third reflection surface, and the fourth reflection surface.
  • a second valley is formed inside the protrusion by the surface,
  • the second valley is formed to have a tendency to become narrower and shallower as the distance from the conversion output part increases.
  • the first valley and the second valley have substantially the same size and substantially the same shape. It is preferable that there is.
  • the surface light source device improved in such various forms is a backlight type liquid crystal display in which the liquid crystal panel is illuminated from behind, or a front light type in which the liquid crystal panel is illuminated from the front (observation side). It can be adopted as a surface light source device for a liquid crystal display. In this case, the characteristics of the surface light source device are reflected on the liquid crystal display. Therefore, the liquid crystal display according to the present invention provides a display screen that is bright ⁇ observed from a predetermined direction or position.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams illustrating a conventional technique, in which (a) illustrates the principle of the edge lighting effect, and (b) and (c) illustrate a mode of forming a concave portion;
  • FIG. (A) is a plan view viewed from the back side of the light guide plate, and
  • (b) is a side view viewed from the left side in FIG. 1 (a);
  • FIG. 3A and 3B show the arrangement of the protrusions 20 in the first embodiment.
  • FIG. 3A shows the arrangement of the circle A in FIG. 2A
  • FIG. 3B shows the arrangement of the protrusions 20 in the circle B of FIG. 2A. Extracted and drawn sequence;
  • FIG. 4 is a graph showing a transition example of the coverage of the protrusion in the first embodiment
  • Fig. 5 (a) is an enlarged view of the periphery of the projection and a perspective view illustrating the optical path of the internal input light
  • Fig. 5 (b) is an enlarged perspective view of one projection itself
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a projection arrangement according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a projection arrangement according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. Plan view for explaining projection arrangement FIG. 9 is a plan view illustrating a projection arrangement in a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an application of the surface light source device of the present invention to a front lighting of a front-lit type liquid crystal display.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining the sixth embodiment;
  • FIG. 11 is a view for explaining the operation of the antireflection film;
  • FIG. 12 is a graph illustrating the characteristics of the antireflection film
  • FIG. 13 is a plan view illustrating a projection arrangement according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view illustrating an enlarged view of the periphery of the protrusion employed in the seventh embodiment and illustrating the optical path of the internal input light.
  • FIG. 2A is a plan view of the light guide plate as viewed from the rear side
  • FIG. 2B is a side view of FIG. 2A as viewed from the left side.
  • one side end face of the light guide plate 10 made of a transparent material such as acrylic resin or poly-carbonate (PC) provides the entrance surface 12 are doing.
  • a rod-shaped primary light source (cold-cathode tube) L 1 is arranged along the incident surface 12 and supplies light to the incident surface 12.
  • One of the two major surfaces 13 and 14 of the light guide plate 10 is an emission surface 13.
  • On the other surface (back surface) 14, a number of protrusions 20 are provided.
  • a well-known liquid crystal panel PL is arranged outside the light exit surface 13 to constitute a liquid crystal display of the X-ray light type. Note that the dimension display is merely an example, and the unit is mm.
  • FIGS. 3 (a) and 3 (b) are diagrams illustrating the arrangement of the protrusions 20 in the present embodiment
  • FIG. 3 (a) is an illustration of the arrangement within the circle A in FIG. 2 (a).
  • FIG. 3 (b) is an extract and illustration of the sequence in the circle B in FIG. 2 (a).
  • the pitch at which the protrusions 20 are formed is 79 m in FIG. 3 (a) and 58 m in FIG. 3 (b).
  • FIG. 4 is a graph showing a transition example of the coverage of the protrusion 20.
  • the horizontal axis represents the distance (mm) from the incident surface 12 and the vertical axis represents the coverage (%).
  • the definition of the coverage is as follows.
  • Each projection 20 has a vertically long shape. Its major axis is almost aligned with the direction of arrival of light. The size is such that individual recognition is difficult when viewed visually. In other words, the protrusions 20 constitute a so-called micro-reflector. Also, since the size of each projection 20 corresponds to the lower limit of the formation pitch, it is preferable from this viewpoint that the size is small. Because the formation This is because if the angle is large, it is easy to observe as a light and dark pattern.
  • the numerical values (length; 50 m / width; 12 m) in the figure are merely examples.
  • the projections 20 are not aligned along the direction of arrival of the light (substantially perpendicular to the plane of incidence 12) in order to equalize the chances of turning. is there. That is, it is preferable that the arrangement of the projections 20 deviates from an accurate two-dimensional matrix. Such an arrangement is advantageous in that the protruding arrangement is minimized.
  • FIG. 5A is an enlarged perspective view of the periphery of one projection
  • FIG. 5B is an enlarged perspective view of the projection itself.
  • the size of the protrusion is exaggerated.
  • the projections 20 are formed so as to protrude from the general surface of the back surface 14 of the light guide plate 10.
  • the illustrated protrusion 20 has a block shape having six surfaces 21, 22, 23, 24, 27, and 28.
  • the surfaces 21 and 22 are slopes that provide guides for smoothly inputting light for turning. Faces 2 1 and 2 2 meet at Minebe 26. On the other hand, the surfaces 23 and 24 are reflection surfaces that reflect twice to change the direction and generate internal output light. Faces 23 and 24 meet at Minebe 25.
  • the surfaces 27 and 28 are side walls that limit the width of the protrusion 20.
  • the orientation direction of the protrusion 20 is represented by the extending direction of the ridge portion 25.
  • the “projection of the back surface 14 onto the general surface” of the ridges 25 and 26 forms one straight line.
  • the orientation direction of the projections 20 is preferably aligned with the direction of arrival of light. This substantially maximizes the input light to the guide, and therefore, substantially maximizes the turning efficiency.
  • the input light from the light arrival direction is represented by light rays H 1 and H 2. In the arrangement employing the primary light source L 1, the rays H 1 and H 2 are almost perpendicular to the plane of incidence 12.
  • the convex portion 20 does not hinder the light traveling and does not create an area where light hardly reaches.
  • the reflection surfaces 23 and 24 of the conversion output form a valley. Ridge 25 corresponds to the bottom of the valley. This valley becomes narrower and shallower as it gets farther from the guide. Therefore, the light H 1, H 2 that has entered the valley via the guide portion is almost always first internally reflected by one of the reflecting surfaces 23 or 24, and then internally again by the other reflecting surface 24 or 23. You. As a result, the traveling direction of the light is changed three-dimensionally twice, and the internal output lights J 1 and J 2 toward the emission surface 13 are generated.
  • the traveling directions of the internal output lights J 1 and J 2 can be controlled within a considerable range by adjusting the directions (spatial directions) of the reflecting surfaces 23 and 24.
  • the reflection surface is such that the internal output light J 1, J 2 generated from the input light H 1, H 2 from the light arrival direction almost matches the normal direction set on the emission surface 13
  • the azimuths of 23 and 24 it is possible to obtain outgoing light from the entire outgoing surface 13 that is almost parallel to the front and east of the parallel light.
  • the azimuth and orientation of the reflecting surfaces 23 and 24 By adjusting the azimuth and orientation of the reflecting surfaces 23 and 24 (extending direction of the ridges 25), it is possible to generate a light-collecting luminous flux that aims at a point away from the emitting surface 13 It is.
  • the azimuth of the reflecting surface 23 and the azimuth of the reflecting surface 24 need not necessarily be symmetric with respect to the ridge 25. Due to this asymmetry, the azimuth controllability of the output light beam is extended. Since the direction change by the projection 20 is performed three-dimensionally, the direction can be controlled in any plane parallel or perpendicular to the incident surface 12. In addition, since the turning is performed by the two reflections, the turning angle per turn is generally small. Therefore, the angle of incidence on the reflecting surfaces 23 and 24 is generally sufficiently larger than the critical angle, and light leakage hardly occurs.
  • the input light includes light that enters the slopes 21 and 22 of the guide at a shallow angle of incidence (incident angle close to 90 degrees) and is reflected toward the conversion output. Such light is also converted into an internal output light having a traveling direction similar to J 1 and J 2 after being reflected twice.
  • the schematic arrangement of the second embodiment is similar to the schematic arrangement of the first embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, but the light guide plate employed is different from that of the first embodiment.
  • the light guide plate 30 shown in FIG. 6 is employed instead of the light guide plate 10.
  • the light guide plate 30 is made of a transparent material such as acrylic resin or polycarbonate (PC), and one side end surface of the light guide plate 30 provides an incident surface 32.
  • a rod-shaped primary light source (cold-cathode tube) L 2 is arranged along the incident surface 32 to supply light to the incident surface 32. It should be noted here that the length of the light emitting portion of the cold cathode fluorescent lamp L2 is slightly shorter than the length of the incident surface 32. Both ends are electrode portions ELEL2, and do not emit light. Such a design is often adopted to prevent the electrode portions EL1, EL2 at both ends from protruding. A large number of projections 20 are provided on the back surfaces 3 and 4. The arrangement and orientation have the following characteristics.
  • the projections 20 are arranged at a particularly high density. This arrangement, together with the following three orientations, prevents dark areas corresponding to corner areas C and D from appearing on the exit surface.
  • the orientation of the protrusions 20 is aligned substantially perpendicular to the entrance surface 32, with the guides facing the entrance surface 32. That is, the ridge portion 25 (see FIG. 5) of the conversion output portion of each projection 20 extends substantially perpendicularly to the incident surface 32.
  • the orientation of the projections 20 is obliquely inclined with respect to the incident surface 32, and the guide portion is directed to the light emitting portion of the cold cathode tube L2. This makes the direction of arrival of light correspond to the orientation of the protrusions 20 to increase the direction change efficiency. Also, the direction of the internal output light generated in the corner areas C and D (see J 1 and J 2 in Fig. 5) is significantly different from the direction of the internal output light generated in most of the rear surface 34. Also prevent.
  • the projection 20 is inclined at a small angle with respect to the incident surface 32, and the guide is directed to the light-emitting part of the cold-cathode tube L2. ing.
  • This increases the direction change efficiency by associating the direction of arrival of light with the direction of the protrusions 20 as in the case of 4 above.
  • the direction of the internal output light generated near both sides is prevented from largely deviating from the direction of the internal output light generated in most of the rear surface 34.
  • the conversion output part of projection 20 (internal reflection surface 23) is formed so that internal output light inclined toward the center of light guide plate 30 can be obtained. , 24 directions), a convergent outgoing light can be obtained.
  • the schematic arrangement of the third embodiment is similar to the schematic arrangements of the first and second embodiments, but the light guide plate employed is different.
  • the light guide plate 40 shown in FIG. 7 is employed.
  • the light guide plate 40 is made of a transparent material such as acrylic resin, polycarbonate (PC), or the like, and has two side end surfaces providing incident surfaces 42a and 42b.
  • Rod-shaped primary light sources (cold cathode tubes) L3 and L4 are arranged along the entrance surfaces 4.2a and 42b, and supply light to the entrance surfaces 42a and 42b, respectively.
  • a large number of projections 20 are provided on the back surface 44.
  • the arrangement and orientation have the following characteristics.
  • the coverage and orientation of the projections are designed as follows. First, assuming only the light supply from one primary light source 3, the distribution of the coverage and the orientation (referred to as distribution 1) is designed so that the luminance on the entire exit surface is uniform. Next, assuming only the light supply from the other primary light source L4, the distribution of the coverage and the orientation (referred to as distribution 2) is designed so that the brightness on the entire exit surface is uniform. The distribution 1 and the distribution 2 are superimposed to obtain the distribution of the coverage and the orientation (distribution 1 + distribution 2) in the present embodiment.
  • the coverage by distribution 1 increases with the distance from the entrance surface 42a, while the coverage by distribution 2 tends to increase with the distance from the entrance surface 42b. Therefore, the gradients of distribution 1 and distribution 2 tend to cancel each other as a whole.
  • a case with a substantially uniform coverage is depicted.
  • the orientation of the protrusions 20 is aligned substantially perpendicular to the entrance surface 42.
  • distribution The guide of the protrusion 20 defined in 1 is directed to the entrance surface 42a, and the guide of the protrusion 20 defined in distribution 2 is directed to the entrance surface 42b.
  • the powers of the primary light sources L3 and L4 are equal, half of the projections 20 are directed to the entrance surface 42a, and the remaining half of the projections 20 are directed to the entrance surface 42b.
  • protrusions 20 do not have an order such that they are arranged in a straight line. This makes the protrusions 20 less noticeable. Further, when incorporated in a liquid crystal display, the occurrence of moire fringes due to the overlapping relationship with the matrix electrode arrangement is prevented. (4) Fourth embodiment
  • the schematic arrangement of the fourth embodiment is similar to the schematic arrangements of the first, second, and third embodiments, except that the light guide plate and the primary light source employed are different from those.
  • the light guide plate 50 and the primary light source L5 shown in FIG. 8 are employed.
  • the light guide plate 50 is made of a transparent material such as acrylic resin or polycarbonate (PC), and a concave portion 52a formed in the center of one side end surface 52 provides an incident surface. ing.
  • the primary light source L5 is a point light source using, for example, an LED (light emitting diode), and is arranged so as to supply light to the light guide plate through the concave portion 52a.
  • a large number of protrusions 20 are provided on the back surface 54.
  • the arrangement and orientation have the following characteristics.
  • the coverage tends to increase with distance from the recess 52a. This prevents a luminance change depending on the distance from the concave portion 52a (point light source L5) from appearing on the emission surface.
  • the orientation of the projections 20 is determined radially from the recesses 52a.
  • the guide is oriented toward the recess 52a. That is, the ridge 25 (see FIG. 5) of the conversion output portion of each projection 20 faces the recess 52 a Extending in the direction.
  • the coverage of the protrusion 20 around the side end face 52 may be increased. In particular, it is preferable to increase the coverage in the corner areas E and F.
  • protrusions 20 do not have an order such that they are arranged in a straight line. This makes the protrusions 20 less noticeable. Also, when incorporated in a liquid crystal display, the occurrence of moire fringes due to the overlapping relationship with the matrix-like electrode arrangement is prevented. (5) Fifth embodiment
  • the general arrangement of the fifth embodiment is similar to the general arrangements of the above-described embodiments, particularly the fourth embodiment, but the light guide plate and the primary light source employed are different from those.
  • the light guide plate 60 shown in FIG. 9 and the two primary light sources L6 and L7 are employed.
  • the light guide plate 60 is made of a transparent material such as acrylic resin, polycarbonate (PC), or the like, and the concave portions 62 a and 62 b formed at two locations on one side end face 62 serve as an incident surface. providing.
  • the primary light sources L6 and L7 are point light sources using, for example, LEDs (light emitting die), and are arranged so as to supply light to the light guide plate through the recesses 62a and 62b, respectively. You. A large number of projections 20 are provided on the back surface 64.
  • the arrangement and orientation have the following characteristics.
  • the coverage and the orientation are designed in consideration of the positional relationship between the concave portions 62a and 62b so that no change in brightness appears on the emission surface.
  • the distribution of the coverage and the orientation (referred to as distribution 3) is designed so that the luminance over the entire exit surface is uniform.
  • the distribution of the coverage and the orientation (distribution 4) so that the luminance over the entire emission surface becomes uniform ) Is designed.
  • the distribution 3 and the distribution 4 are superimposed to obtain a distribution of the coverage and the orientation (distribution 3 + distribution 4) in the present embodiment.
  • the coverage by distribution 3 increases with rejection from primary light source L6, while the coverage by distribution 4 tends to increase with distance from primary light source L7. Therefore, as a whole, the gradients of distribution 3 and distribution 4 tend to cancel each other.
  • the orientation of the projections 20 is determined such that half of the orientation is radial from the concave portion 62 a according to the distribution 3 and the other half is radially determined from the concave portion 62 b according to the distribution 4.
  • the former guide is directed to the recess 62a, and the latter guide is directed to the recess 62b.
  • protrusions 20 do not have an order to line up in a straight line. This makes the protrusions 20 less noticeable. Also, when incorporated in a liquid crystal display, the occurrence of moire fringes due to the overlapping relationship with the matrix-like electrode arrangement is prevented.
  • the surface light source device of the present invention is applicable to front lighting of a front light type liquid crystal display. This is referred to as a sixth embodiment.
  • the light guide plate 70 of the surface light source device used for front lighting is disposed on the front surface (the observation surface side) of the liquid crystal panel.
  • the liquid crystal panel consists of a scattering film (light diffusion sheet) 101, a polarizing plate 102, a first glass substrate 103, a power filter 104, a liquid crystal cell 105, a specular reflection electrode 1 06, the second glass substrate 107.
  • the color filter 104 has three primary color regions R, G, and B. Since the structure and operation principle of such a liquid crystal panel are well known, detailed description is omitted.
  • the light guide plate 70 and the primary light source may follow any of the first to fifth embodiments.
  • the light guide plate 70 used for front lighting is arranged such that the light exit surface 73 faces the liquid crystal panel.
  • the symbols H, J, and K when the light ⁇ ⁇ propagating in the light guide plate 70 is input to the convex portion 20, it is converted into the internal output light J by the twice internal reflection described above. .
  • the internal output light J exits from the exit surface 73 almost perpendicularly and enters the liquid crystal panel.
  • the internal output light J passes through a scattering film (light diffusion sheet) 101, a polarizing plate 102, a first glass substrate 103, a color filter 104, a liquid crystal cell 105 and a specular reflection electrode. Reflected at 106.
  • the reflected light passes through the liquid crystal cell 105, the color filter 104, and the glass substrate 103 again to reach the polarizing plate 102.
  • the transmission and blocking of the polarizing plate 102 is determined depending on the ONZOFF (polarization state) of the specular reflection electrode 106 of the corresponding pixel.
  • the specular reflection electrode 106 allows the transmission of the polarizing plate 102, it is emitted as the display light K from the back surface 74 via the scattering film (light diffusion sheet) 101 and the light guide plate 70. Is done. It should be noted that the light that encounters the projection 20 on the back surface 74 is reflected in a manner similar to retroreflection and goes to the liquid crystal panel again, so that it is not wasted. It is preferable that the light emitting surface of the light guide plate used in the above-described embodiment, particularly the sixth embodiment, be covered with an antireflection layer. FIG. 11 shows a cross section in the case where an antireflection layer is provided on the emission surface of the light guide plate.
  • the anti-reflection layer AR is made of, for example, MgF 2 (refractive index: 1.38), and the thickness t is, for example, 99.6 m.
  • the light guide plate is made of polycarbonate (PC) (refractive index: 1.58).
  • PC- M g F 2 interface and M g F 2 - Some air interface is reflected, part is transmitted.
  • the relationship between the thickness, refractive index, wavelength, and incident angle of the antireflection layer AR is set so that the transmitted light T strengthens by interference and the reflected light R weakens by interference. , Anti-reflection layer Function.
  • FIG. 12 shows the reflectance (100% —emission rate) of the vertically incident light under the above conditions as a function of wavelength, together with the case without the anti-reflection layer.
  • the reflectance is almost constant at 3.8%.
  • the upper K antireflection layer is used (C T)
  • C T the upper K antireflection layer
  • the emission from the exit surface is smooth, and the noise derived from the reflected light is reduced. Be ruined.
  • the internal input light to each projection is internally output toward the emission surface via the guide unit and the direction change unit.
  • the light is input from the direction change unit, and After being reflected twice, light is also generated that goes to the exit surface.
  • the projections 20 in the third embodiment are different in shape and size of the valley (second valley) formed in the guide portion and the valley (first valley) formed in the direction changing portion. It performs different turning functions for input light arriving from opposite directions.
  • this point is improved, and the shape and size of the valley (second valley) formed in the guide portion and the valley (first valley) formed in the direction change portion are substantially the same. It is one.
  • FIG. 13 shows a projection arrangement in the present embodiment. As shown in FIG. 13, this embodiment employs the same arrangement as that of the third embodiment, except for the shape of the protrusion (micro reflector).
  • the light guide plate 80 is made of a transparent material such as acrylic resin or polycarbonate (PC), and two side end surfaces provide incident surfaces 82a and 82b.
  • a rod-shaped primary light source (cold-cathode tube) L8, 9 is arranged along the incident surfaces 8 2 &, 8 2 b to supply light to the incident surfaces 8 2 a, 8 2 b, respectively.
  • a large number of protrusions 90 are provided on the back surface 84.
  • FIG. 14 shows an enlarged view of the periphery of the protrusion 90.
  • the size of the protrusion 90 is exaggerated.
  • Each projection 90 is formed so as to protrude from the general surface of the back surface 84 of the light guide plate 90.
  • Each of the two projections 20 exemplified here has a block shape having four internal reflection slopes 91, 92, 93, and 94, respectively.
  • the primary light sources L8 and 9 are arranged as shown in FIG. 13, the light beams P1 and P2 representing the input light are in mutually opposite directions (almost 180 ° azimuth). Difference).
  • the slopes 9 1 and 9 2 provide a guide for the light P 1 to facilitate light input for turning, while providing a turning output for the light P 2. .
  • ramps 93, 94 provide a turning output for ray P1, while providing a guide for ray P2.
  • the slopes 9, 3, and 94 meet at the ridge (first ridge) 95, forming the first valley.
  • the slopes 9 1 and 9 2 meet at the ridge (second ridge) 96 to form the second valley.
  • the ridges 95, 96 provide a valley floor from the perspective of internal propagation.
  • the orientation direction of the protrusion 90 is represented by the extending direction of the ridges 95, 96.
  • the “projection of the back surface 84 onto the general surface” of the ridges 95 and 96 forms one straight line.
  • the orientation direction of the protrusion 90 is preferably substantially parallel (0 degrees or 180 degrees) to the two arrival directions. As a result, the input efficiency to the protrusion 90 is almost maximized, and therefore, the direction change efficiency is also almost maximized.
  • the light that is actually input into the protrusion 90 is not exactly parallel to the general surface of the back surface 84, but travels slightly downward. Approaching light).
  • Light that is exactly parallel to the general surface of the back surface 84 and light that approaches the emission surface 83 go to the back without being input to the protrusion 90. That is, the projections 90 do not hinder the progress of light and do not create a region where light hardly reaches.
  • the first valley is narrower and shallower as it goes away from the slopes 91 and 92.
  • the second valley becomes narrower and shallower as it goes away from the slopes 93, 94.
  • each of the input lights P 1 and P 2 is almost always internally reflected twice by the reflecting surfaces 93 and 94 or 91 and 92.
  • the traveling direction of the light is changed three-dimensionally twice, and the internal output lights Q ⁇ and Q 2 toward the emission surface 83 are generated.
  • the traveling directions of the internal output lights Q1 and Q2 can be controlled within a considerable range by adjusting the azimuths (spatial azimuths) of the reflection slopes 91 to 94.
  • the azimuths spatial azimuths
  • the orientation of these reflection slopes so that the internal output lights Q 1 and Q 2 almost coincide with the normal direction set on the emission surface 83 for all the projections 90, the entire emission surface 83 is obtained.
  • an outgoing light that is close to a parallel luminous flux heading substantially in the front direction can be obtained.
  • the direction change by the protrusion 90 is performed three-dimensionally, the direction can be controlled in any plane parallel or perpendicular to the incident surfaces 82a and 82b.
  • the arrangement and orientation of the protrusions (extending directions of the ridges 95 and 96) in the present embodiment are the same as those in the third embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
  • an efficient direction change is performed inside the light guide plate based on the twice internal reflection due to the protrusion distributed on the back surface of the light guide plate. The direction of the internal output light at that time can be adjusted by the direction of the reflection surface of the output portion of the projection.
  • the light can be emitted in the front direction or the peripheral direction without the prism sheet. Furthermore, it is excellently applicable not only to a backlight type liquid crystal display but also to a front light type liquid crystal display.

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Description

明 細 書
導光板、 面光源装置及び液晶ディ スプレイ 技 術 分 野
本願発明は、 側方から供給された光を内部で方向転換し、 出射面から 出射するための導光板、 及びそのよ うな導光板を用いた面光源装置に関 し、 更に、 そのよ うな面光源装置をバックライティ ングあるいはフロン トライティ ングに採用 した液晶ディ スプレイに関する。 背 景 技 術
導光板の側端面から光を導入し、 導光板の 2つのメジャ一面 （端面に 比して大面積の面） の内の一方を出射面と して用いる型の面光源装置は、 例えば液晶ディ スプレイのバックライティ ングゃフロン トライティ ング などに広く使用されている。 この種の面光源装置における基本的な性能 は使用する導光板に左右される と ころが大きい。
導光板の基本的な役割は、 側端面から導光板の内部に導入された光の 進行方向 （導光板の出射面にほぼ平行） を転換して出射面から出射させ ることにある。 良〈知られているよ うに、 導光板に単純な透明板をその まま用いたのでは方向転換が殆ど行なわれず、 十分な輝度が得られない。 そこで、 出射面からの出射を促進する手段が必要になる。
導光板の出射を促進する手段は、 （ 1 ) 導光板 （散乱導光板） 内部の 散乱パワー、 （ 2 ) 光拡散性の出射面 （一方のメジャ一面） 、 （ 3 ) 光 拡散性の背面、 （ 4 ) 屈折性の凹凸形状を有する出射面、 （ 5 ) 屈折性 の凹凸形状を有する背面のいずれか 1 つまたはそれらの組合せの手法に 支えられている。 ( 1 ) の手法は高効率で均一な出射光が得られ易い。 しかし、 出射面 からの優先的な出射方向が正面方向から大き く傾いている （通常、 出射 面に立てた法線に対して 6 0度〜 7 5度程度の傾斜） 。 従って、 正面方 向への方向修正を行なう素子 （プリズムシー ト ） が必要になる。 光拡散 シ一 卜を使用 しても、 正面方向の光がある程度増加するが、 広範囲に光 拡散が生じてエネルギ効率が低下する。
( 2 ) 、 （ 3 ) の手法は、 高効率で出射光を得ることが難しい。 また、 ( 1 ) の手法と同じく、 出射面からの出射は斜めに強く起る。 光拡散性 を強めると、 広範囲散乱や光拡散要素 （白色インキ等） による吸収等の 要因で効率が上昇しない。
( 4 ) の手法は出射面からの光の脱出を容易にするが、 積極的な方向 転換が施されるものとは言い難い。 従って、 高効率で出射光を得ること が難しい。 特に、 導光板の背面から出射面へ向かう光が生成されないこ とは有利でない。
( 5 ) の手法は、 導光板の背面から出射面へ向かう光を積極的に生成 するものであり、 また、 広範囲散乱も生じない。 従って、 正面方向に近 い方向へ向かう よ うな指向性を持った出射光を効率的に生成出来る可能 性がある。 しかし実際には、 従来の技術では出射面からの出射光の進行 方向の制御が十分でなかつた。
図 1 ( a ) 〜図 〗 （ c ) は、 上記 （ 5 ) の手法の適用例を説明する図 である。 同図において、 符号 1 はアク リル樹脂等の透明材料からなる導 光板を表わしてお り、 その一つの側端面が入射面 2 を提供している。 一 次光源しは入射面 2の近傍に配置され、 入射面 2 に光を供給する。 導光 板 1 の 2つのメジャー面 3、 4の内一方が出射面 3 と される。 他方の面 ( 「背面」 と呼ぶ） には、 斜面 5 a、 5 b を有する断面形状の凹部 5が 多数設けられている。 —次光源 Lから発せられた光は入射面 2 を通って導光板 1 内に導入さ れる。 導光板 1 内を伝播する光 （光線 G , 、 G で代表） が凹部 5に遭 遇すると、 一方の斜面 5 aで内部反射され、 出射面 3に向けられる。 Θ は内部入射角で、 G 、 G 2，は、 光線 G , 、 G に対応する出射光で ある。 このよ う に、 他方の斜面 5 b に比して入射面 2 (—次光源 L ) に 近い斜面 5 aは、 方向転換のための内部反射斜面を提供する。 このよ う な作用は、 エッジライティ ング効果と呼ばれること もある。
凹部 5は、 ドッ ト状あるいは線溝状に形成される p また、 図 1 ( a ) 〜図 1 ( c ) に示したよ うに、 凹部 5の形成ピッチ dや深さ h、 あるい は斜面の傾斜 øが入射面 2からの距離に応じて変えられている。 これに よ り、 出射面 3の輝度が入射面 2からの距離に依存して变化するこ とが 防止される。
しかし、 図 1 ( a ) 〜図 1 ( c ) に示したよ うな従来技術には次のよ うな問題点がある。
1 . 入射面 2から見て、 斜面 5 bの背後に光が届き難い領域が存在す る。 従って、 形成ピッチ d を小さ 〈 しても、 方向変換効率が上昇せず、 また、 出射面 3の輝度にむらが発生し易い。
2 . 入射面 2に平行な面内に関しての方向制御が十分でない。 例えば、 図 1 ( a ) において、 光線 、 G の伝播方向が出射面 3に平行では あるが入射面 2 に垂直ではない場合、 出射光 G , '、 G 2 'は入射面 2か ら見て右方向あるいは左方向へ発散して しま うであろう。 入射面 2に垂 直でない光成分は実際の導光板中にはかなり存在する。 従って、 出射光 を空間的に望ま しい角度乃至角度範囲 （入射面 2 に関して垂直、 平行両 方向に関して ） に指向させるこ とは困難である。
3 . 出射面 3へ向かう光を生成するための方向転換を 〗 回反射 （斜面 5 a ) で行なっているために、 背面 4からの漏光が生じ易い。 即ち、 方 向転換のための反射時に全反射条件が破られ易い。 例えば、 光線 G , 、 G 2 をほぼ正面方向へ向けるためには、 内部入射角 0は 4 5度程度と さ れる。 これは典型的な材料であるアク リル樹脂一空気の臨界角とほぼ同 じである。 従って、 やや下向ぎに伝播する光の相当部分は斜面 5 aから 漏れる。 発 明 の 目 的 及 び 開 示
そこで、 本発明の目的は、 上記従来技術の問題点を解決するこ とにあ る。 即ち、 本発明の 1 つの目的は、 側端面 （入射面） から導入された光 を出射面から出射させるための導光板を改良し、 光の届き難い領域が出 来ず、 入射面に垂直及び平行な平面内に関して出射方向の制御が可能で、 背面からの漏光が起こ り難いよ う にすることにある。
また、 本発明のもう 1 つの目的は、 そのよ うな改良された導光板を採 用することによ り、 プリズムシー トのよ うな方向修正素子を使用 しなく と も、 入射面に垂直及び平行な平面内に関して出射方向が制御された照 明光を効率的に生成することが出来る面光源装置を提供するこ とを企図 している。
本発明の更にもう 1 つの目的は、 上記面光源装置を液晶ディ スプレイ のためのバックライティ ングあるいはフロン トライティ ングに適用 し、 希望する方向から観察し易い液晶ディ スプレイ を提供することにある。 本発明は、 凸部内面による 2回の内部反射によ つて方向転換を行なう という基本的な考え方を採用するこ とによ って、 上記技術課題を解決す る。
先ず本発明は、 出射面及び背面を提供する 2つのメジャ一面と、 光導 入のための側端面と を備えた導光板を改良する。
本発明の 1 つの特徴に従えば、 導光板の背面は光進行方向転換のため の多数の突起を備えてお り、 個々の突起は案内部と転換出力部を含み、 転換出力部は嶺部とその両側にそれぞれ形成された第 1 の反射面と第 2 の反射面を含んでいる。 そ して、 嶺部、 第 1 の反射面及び第 2の反射面 によ って突起の内部には谷が形成され、 この谷は、 案内部から離れるに 従って幅が狭く、 且つ、 深さが浅く なる傾向を持つよ う に形成されてい る。
これによ リ、 案内部を経て谷に到来した内部入力光は第 1 の反射面及 び第 2の反射面の内の一方で反射され、 次いで、 他方の反射面で反射さ れ、 出射面に向かう内部出力光が生成される。
転換出力部の嶺部の延在方向は、 背面上の位置に応じて変化していて も良い。 この場合、 嶺部の延在方向の分布によ って、 出射面からの出射 光の方向分布を制御することが出来る。
本発明は、 上述の導光板が採用された改良された面光源装置を提供す る。 本発明は、 少なく と も 1 つの一次光源と、 出射面及び背面を提供す る 2つのメジャ一面と、 一次光源からの光導入のための側端面と を備え た導光板を含む面光源装置を改良する。
導光板の上記特徴に対応して、 導光板の背面は光進行方向転換のため の多数の突起を備えている。 個々の突起は案内部と転換出力部を含み、 転換出力部は第 1 の嶺部とその両側にそれぞれ形成された第 1 の反射面 と第 2の反射面を含んでいる。
そ して、 第 1 の嶺部、 第 1 の反射面及び第 2の反射面によ って突起の 内部には第 1 の谷が形成される。 この第 1 の谷は、 案内部から離れるに 従って幅が狭く、 且つ、 深さが浅く なる傾向を持つよ う に形成されてい る。
これによ り、 案内部を経て第 1 の谷に到来した内部入力光は第 1 の反 射面及び第 2の反射面の内の一方で反射され、 次いで、 他方の反射面で 反射され、 出射面に向かう内部出力光が生成される。
転換出力部の第 1 の嶺部の延在方向は、 背面上の位置に応じて変化し ていても良い。 この場合、 第 1 の嶺部の延在方向の分布によ って、 出射 面からの出射光の方向分布を制御することが出来る。
1 つの実施形態に従えば、 多数の突起によって生成される内部出力光 は、 出射面に立てた法線にほぼ沿う ように出射面から出射される。 また、 別の実施形態に従えば、 多数の突起によ って生成される内部出力光は、 出射面から収束性の光束と して出射される。
光導入を相反する第 1 の方向及び第 2の方向から行なう ことも出来る。 その場合、 案内部に転換出力部と同一または類似した谷形状を与え、 案 内部を転換出力部に兼用 し、 同時に、 転換出力部を案内部に兼用 しても 良い。
そのために、 第 1 の方向から導入され、 案内部を経て第 1 の谷に到来 した内部入力光は第 1 の反射面及び第 2の反射面の内の一方で反射され、 次いで、 他方の反射面で反射され、 出射面に向かう内部出力光が生成さ れ得る一方で、 第 2の方向から導入された光に対しては、 案内部と出力 転換部の機能が入れ替わるように案内部にも谷形状が与えられる。
即ち、 案内部は第 2の嶺部とその両側にそれぞれ形成された第 3の反 射面と第 4の反射面を含み、 前記第 2の嶺部、 第 3の反射面及び第 4の 反射面によ つて前記突起の内部には第 2の谷が形成され、
第 2の谷は、 転換出力部から離れるに従って幅が狭く、 且つ、 深さが 浅く なる傾向を持つよう に形成される。
これによ り、 第 1 の方向から導入され、 転換出力部を経て第 2の谷に 到来した内部入力光が第 3の反射面及び第 4の反射面の内の一方で反射 され、 次いで、 他方の反射面で反射され、 出射面に向かう内部出力光が 生成され得る。 第 1 の谷と第 2の谷が、 ほぼ同サイズ且つほぼ同形状で あることが好ま しい。
このよ うな諸形態で改良された面光源装置は、 液晶パネルが背後から 照明されるバックライ ト型の液晶ディ スプレイ、 あるいは、 液晶パネル が前面 （観察面側） から照明されるフロン トライ ト型の液晶ディ スブレ ィのための面光源装置と して採用され得る。 この場合、 面光源装置の特 性は、 液晶ディ スプレイに反映される。 従って、 本発明に従った液晶デ イ スプレイは、 所定の方向あるいは位置から明る 〈観察される表示画面 を提供する。 図 面 の 簡 単 な 説 明
図 1 は、 従来技術について説明する図で、 （ a ) はエッジライティ ン グ効果の原理、 （ b ) 及び （ c ) は、 凹部の形成態様を例示した図 ； 図 2は、 本発明の第 1 実施形態の概略配置を、 （ a ) は導光板の背面 側から見た平面図で、 （ b ) は図 1 ( a ) において左方から見た側面図 でそれぞれ表わ したもの ；
図 3は、 第 1 実施形態における突起 2 0の配列について、 （ a ) は図 2 ( a ) の円 A内の配列を抽出描示し、 （ b ) は図 2 ( a ) の円 B内の 配列を抽出描示したもの ；
図 4は、 第 1 実施形態における突起の被覆率の推移例をグラフで示し たもの ；
図 5 ( a ) は突起の周辺を拡大描示し、 内部入力光の光路について説 明する斜視図であり、 図 5 ( b ) は 1 つの突起自身を拡大描示した斜視 図 ；
図 6は、 本発明の第 2実施形態における突起配列を説明する平面図 図 7は、 本発明の第 3実施形態における突起配列を説明する平面図 図 8は、 本発明の第 4実施形態における突起配列を説明する平面図 図 9は、 本発明の第 5実施形態における突起配列を锐明する平面図 ； 図 1 0は、 本発明の面光源装置をフロン トライ ト型の液晶ディ スプレ ィのフ口ン トライティ ングに適用 した第 6実施形態を説明する断面図 ； 図 1 1 は、 反射防止膜の作用を説明する図 ；
図 1 2は、 反射防止膜の特性を例示したグラフ ；
図 1 3は、 本発明の第 7実施形態における突起配列を説明する平面図 ； そ して、
図 1 4は、 第 7実施形態で採用されている突起の周辺を拡大描示し、 内部入力光の光路について説明 した斜視図である。 発明を実施するための最良の形態
( 1 ) 第 1 実施形態
図 2 ( a ) 、 ( b ) に本発明の第 1 実施形態の概略配置を示した。 図 2 ( a ) は導光板を背面側から見た平面図で、 図 2 ( b ) は図 2 ( a ) において左方から見た側面図である。
図 2 ( a ) 、 （ b ) を参照する と、 ァク リル樹脂、 ポリ力一ボネィ ト ( P C ) 等の透明材料からなる導光板 1 0の 1 つの側端面が、 入射面 1 2 を提供している。 棒状の一次光源 （冷陰極管） L 1 が入射面 1 2に沿 つて配置され、 入射面 1 2に光を供給する。 導光板 1 0の 2つのメジャ —面 1 3、 1 4の内一方が出射面 1 3 と される。 他方の面 （背面） 1 4 には、 多数の突起 2 0が設けられている。
出射面 1 3の外側には周知の液晶パネル P Lが配置され、 ノ X'ックライ 卜型の液晶ディ スプレイが構成されている。 なお、 寸法表示はあく まで 例示で、 単位は m mである。
一次光源 L 1 から発せられた光は、 入射面 1 2 を通って導光板 1 0内 に導入される。 導光板 1 内を伝播する光が突起 2 0内に入り込むと、 突 起 2 0内で主と して 2回反射が起こ り、 出射面 1 3に向かう光が生成さ れる。 突起 2 0は方向転換手段であるから、 「突起 2 0への入力光が出 射面 1 3に向かう内部出力光に変換される j と言う ことが出来る。 個々 の突起 2 0の形状及び作用の咩細は後述する。
図 3 ( a ) 、 図 3 ( b ) は、 本実施形態における突起 2 0の配列を説 明する図で、 図 3 ( a ) は図 2 ( a ) の円 A内の配列を抽出描示し、 図 3 ( b ) は図 2 ( a ) の円 B内の配列を抽出描示したものである。 両図 に示したよ う に、 突起 2 0の形成ピッチが、 図 3 ( a ) では 7 9 m、 図 3 ( b ) では 5 8 m と されている。
即ち、 入射面 1 2 に比較的近いエリア Aで突起 2 0は比較的疎に形成 される一方、 入射面 1 2から比較的遠いェリア Bでは突起 2 0は比較的 密に形成されている。 図示は省略したが、 背面 1 4の全体と しては、 入 射面 1 2からの距離に応じて形成ピッチが徐々に縮小している。 換言す れば、 入射面 1 2からの距離に応じて形成密度 （被覆率） 徐々に増大 している。 これによ り、 出射面 1 3全体に亙り輝度が均一化される。 図 4には、 突起 2 0の被覆率の推移例をグラフで示した。 横軸は入射 面 1 2からの距離 （ m m ) 、 縱軸は被覆率 （％ ) を表わ している。 被覆 率の定義は、 下記の通りである。
被覆率-突起を背面 1 4の一般面で切った断面積 Z (形成ピッチ） 2 なお、 「背面 1 4の一般面」 とは、 突起が除去されたと仮定した時に 背面 1 4が乗つている平面のこ とである。
個々の突起 2 0は縦長形状を有している。 その長軸は光の到来方向と ほぼ整列している。 サイズは、 目視した時に個別認識困難な程度と され る。 換言すれば、 突起 2 0はいわゆるマイクロレフレクタを構成する。 また、 個々の突起 2 0のサイズは形成ピッチの下限に対応するので、 こ の観点からも、 小サイズであるこ とが好ま しい。 何故ならば、 形成ピッ チが大きいと、 明暗模様と して観察され易く なるからである。 図中の数 値 （長さ ； 5 0 m/幅 ； 1 2 m ) は、 あく まで例示である。
ここで注意すべきことは、 方向転換の機会を均等化するために、 光の 到来方向 (入射面 1 2 とほぼ垂直） に沿って凸部 2 0が整列することは 避けられていることである。 即ち、 突起 2 0の配列は正確な 2次元マ 卜 リ ックスからはずれていることが好ま しい。 このよ うな配列態様は、 突 起配列をできるだけ目だたな〈 する上でも有利である。
次に、 突起 2 0の形状及び方向転換作用について説明する。 この説明 は、 他の実施形態で採用されている導光板の突起にも適用される。
図 5 ( a ) は 1 つの突起の周辺を拡大描示した斜視図であ り、 図 5 ( b ) は 1 つの突起自身を拡大描示した斜視図である。 説明の便宜上、 突起のサイズは誇張描示されている。
図 5 ( a ) 、 図 5 ( b ) に示したように、 導光板 1 0の背面 1 4の一 般面から突出するよ う に突起 2 0が形成されている。 ここ（こ例示された 突起 2 0は、 6個の面 2 1、 2 2、 2 3、 24、 2 7、 2 8を持つプロ ック形状を有している。
面 2 1、 2 2は、 方向転換のための光入力を円滑に行なうための案内 部を提供する斜面である。 面 2 1、 2 2は嶺部 2 6で出会っている。 一 方、 面 2 3、 2 4は、 方向転換のための 2回反射を行ない、 内部出力光 を生成する反射面である。 面 2 3、 24は嶺部 2 5で出会っている。 面 2 7、 2 8は、 突起 2 0の幅を制限する側壁である。
突起 2 0の配向方向は、 嶺部 2 5の延在方向で代表される。 本実施形 態では、 .嶺部 2 5、 2 6の 「背面 1 4の一般面への射影」 は 1 つの直線 を形成する。 突起 2 0の配向方向は、 光の到来方向に整列されることが 好ま しい。 これによ り、 案内部への入力光がほぼ最大化され、 従って、 方向転換効率もほぼ最大化される。 本例では、 光の到来方向からの入力光は光線 H 1 、 H 2で代表されて いる。 一次光源 L 1 を採用 した配置では、 光線 H 1 、 H 2は入射面 1 2 にほぼ垂直である。 但し、 凸部 2 0へ実際に入力されるのは、 背面 1 4 の一般面に正確に平行な光ではなく、 やや下向きに進行する光 （背面 1 4に接近する光） である。 背面 1 4の一般面に正確に平行な光や、 出射 面 1 3に接近する光は凸部 2 0へ入力されずに奥へ進む。 即ち、 凹部 (図 1 参照） と異なり、 凸部 2 0は光進行を妨げず、 光が届き難い領域 を作らない。
光線 H 1 、 H 2の立場で見る と、 転換出力部の反射面 2 3、 2 4は谷 を形成している。 嶺 2 5が谷底に対応する。 この谷は、 案内部から離れ るに従って狭く、 且つ、 浅く なつている。 従って、 案内部を経てこの谷 に進入した光 H 1 、 H 2はほぼ必ず一方の反射面 2 3または 2 4で先ず 内部反射され、 次いで他方の反射面 2 4または 2 3で再度内部反射され る。 その結果、 光の進行方向が 2度に亙って 3次元的に転換され、 出射 面 1 3へ向かう内部出力光 J 1 、 J 2が生成される。
内部出力光 J 1 、 J 2の進行方向は、 反射面 2 3、 2 4の方位 （空間 的な方位） を調整するこ とで、 相当範囲で制御出来る。 すべての突起に ついて、 光の到来方向からの入力光 H 1 、 H 2から生成される内部出力 光 J 1 、 J 2が出射面 1 3に立てた法線方向にほぼ一致するように反射 面 2 3、 2 4の方位を調整すれば、 出射面 1 3全体から、 ほぼ正面方向 へ向かう平行光東に い出射光が得られる。
また、 反射面 2 3、 2 4の方位と配向 （嶺 2 5の延在方向） を調整す ることで、 出射面 1 3から離れた一点を目指すよ うな収東性の光束も生 成可能である。 反射面 2 3の方位と反射面 2 4の方位は、 必ずしも嶺 2 5に関して対称でなく と も良い。 この非対称性によ り、 出力光束の方位 制御性は拡張される。 このよ うな凸部 2 0による方向転換は 3次元的に行なわれるので、 入 射面 1 2に平行、 垂直いずれの平面内に関しても方向制御が可能である。 そ して、 2回反射で方向転換を行なうために、 1 回当りの方向転換角度 は一般に小さ く て済む。 従って、 反射面 2 3、 2 4への入射角度は一般 に臨界角よ り十分大き く、 漏光は生じ難い。
なお、 入力光には案内部の斜面 2 1、 2 2 に浅い入射角 （ 9 0度に近 い入射角度） で入射して転換出力部に向けて反射される光も含まれる。 このよ うな光も 2回反射を経て J 1 、 J 2 と類似した進行方向を持つ内 部出力光に変換される。
( 2 ) 第 2実施形態
第 2実施形態の概略配置は、 図 2 ( a ) 、 （ b ) に示した第 1 実施形 態の概略配置と類似しているが、 採用される導光板が第 1 実施形態とは 異なる。 本実施形態では、 導光板 1 0に代えて、 図 6 に示した導光板 3 0が採用される。 導光板 3 0は、 アク リル樹脂、 ポリ力一ボネイ ト （ P C ) 等の透明材料からなり、 その 1 つの側端面が入射面 3 2 を提供して いる。
棒状の一次光源 （冷陰極管） L 2が入射面 3 2 に沿って配置され、 入 射面 3 2 に光を供給する。 ここで注意すべき ことは、 冷陰極管 L 2の発 光部の長さが入射面 3 2の長さ よ りやや短いこ とである。 両端は電極部 E L E L 2であり、 発光しない。 このよ うな設計は、 両端の電極部 E L 1、 E L 2が突出すること を避けるために しばしば採用される。 背面 3, 4には多数の突起 2 0が設けられている。 その配列と配向は、 次のよ うな特徴を有している。
1 . 被覆率は入射面 3 2からの距離に応じて増大する傾向を持つ。 こ れによ り、 入射面 3 2からの距離に依存した輝度変化が出射面に現れる ことが防止される。
2 . 電極部 E L 1'、 E L 2に近いコーナエリア C、 Dでは、 特に、 高 密度で突起 2 0が配列されている。 この配列は、 下記 3の配向と共に、 コーナエリア C、 Dに対応する暗部が出射面上に現われるのを防止する。
3 . 背面 3 4の大部分において、 突起 2 0の配向は入射面 3 2にほぼ 垂直に整列 し、 案内部が入射面 3 2に向けられている。 即ち、 各突起 2 0の転換出力部の嶺部 2 5 (図 5参照） が入射面 3 2にほぼ垂直に延在 する。
4 . コーナエリア C、 Dでは、 突起 2 0の配向は入射面 3 2に対して 斜めに傾き、 案内部が冷陰極管 L 2の発光部に向けられている。 これは、 光の到来方向と突起 2 0の配向を対応させ、 方向転換効率を高める。 ま た、 コーナエリア C、 Dで生成される内部出力光の方向 （図 5における J 1 、 J 2 を参照） が、 背面 3 4の大部分において生成される内部出力 光の方向と大き くずれること も防止する。
5 . コーナエリア C、 Dを除く両側部 3 5、 3 6では、 突起 2 0の配 向は入射面 3 2に対して少角度傾き、 案内部が冷陰極管 L 2の発光部に 向けられている。 これは、 上記 4 と同様、 光の到来方向と突起 2 0の配 向を対応させ、 方向転換効率を高める。 また、 両側部近傍で生成される 内部出力光の方向 （図 5における J 1 、 J 2 を参照） が、 背面 3 4の大 部分において生成される内部出力光の方向と大き くずれることも防止す る。
伹し、 この両側部 3 5、 3 6から一定の範囲において、 導光板 3 0の 中央部側へ傾いた内部出力光が得られる よ う に突起 2 0の転換出力部 (内部反射面 2 3、 2 4の方位） を設計すれば、 収束性の出射光が得ら れる。
6 . 多数の突起 2 0が直線状に並ぶよ うな秩序を持っていない。 これ によ り、 突起 2 0がよ り 目立たな〈 される。 また、 液晶ディ スプレイに 組み込んだ場合、 マ 卜 リ ツクス状の電極配列との重なり関係によるモア レ縞発生が防止される。 ( 3 ) 第 3実施形態
第 3実施形態の概略配置は、 第 1 、 第 2実施形態の概略配置と類似し ているが、 採用される導光板がそれらとは異なる。 本実施形態では、 図 7に示した導光板 4 0が採用される。 導光板 4 0は、 ァク リル樹脂、 ポ リカ一ボネィ 卜 （ P C ) 等の透明材料からなり、 2つの側端面が入射面 4 2 a , 4 2 b を提供している。
棒状の一次光源 （冷陰極管） L 3、 L 4が入射面 4· 2 a、 4 2 bに沿 つて配置され、 それぞれ入射面 4 2 a、 4 2 bに光を供給する。
背面 4 4には多数の突起 2 0が設けられている。 その配列と配向は、 次のような特徴を有している。
1 . 突起の被覆率と配向は次のよ うに設計される。 先ず一方の一次光 源し 3からの光供給のみを仮定して、 出射面全体における輝度が均一と なるように被覆率と配向の分布 （分布 1 と呼ぶ） を設計する。 次に、 他 方の一次光源 L 4からの光供給のみを仮定して、 出射面全体における輝 度が均一となるように被覆率と配向の分布 （分布 2 と呼ぶ） を設計する。 これら分布 1 と分布 2 を重ね合わせて本実施形態における被覆率及び配 向の分布 （分布 1 +分布 2 ) とする。
分布 1 による被覆率は入射面 4 2 aからの £離に応じて増大する一方、 分布 2による被覆率は入射面 4 2 bからの距離に応じて増大する傾向を 持つ。 従って、 全体と しては分布 1 、 分布 2の勾配が相殺し合う傾向を 持つ。 図示された例では、 ほぼ均一な被覆率のケースが描かれている。 突起 2 0の配向は入射面 4 2 にほぼ垂直に整列している。 但し、 分布 1 で定められた突起 2 0の案内部は入射面 4 2 aに向けられ、 分布 2で 定められた突起 2 0の案内部は入射面 4 2 b に向けられる。 通常、 一次 光源 L 3、 L 4のパワーは等し く、 半数の突起 2 0が入射面 4 2 aに向 けられ、 残リの半数の突起 2 0が入射面 4 2 b に向けられる。
2 . 第 2実施形態と同様、 多数の突起 2 0が直線状に並ぶよ うな秩 序を持っていない。 これによ り、 突起 2 0がよ り 目立たなく される。 ま た、 液晶ディ スプレイに組み込んだ場合、 マ ト リ ックス状の電極配列と の重なり関係によるモアレ縞発生が防止される。 ( 4 ) 第 4実施形態
第 4実施形態の概略配置は、 第 1 、 第 2、 第 3実施形態の概略配置と 類似しているが、 採用される導光板と一次光源がそれらとは異なる。 本 実施形態では、 図 8に示した導光板 5 0 と一次光源 L 5が採用される。 - 導光板 5 0は、 ァク リル樹脂、 ポリ力一ボネィ ト （ P C ) 等の透明材料 からなり、 1 つの側端面 5 2の中央部に形成された凹部 5 2 aが入射面 を提供している。
一次光源 L 5は、 例えば L E D (発光ダイオー ド） を用いた点状光源 で、 凹部 5 2 a を通して導光板への光供給を行なう よ う に配置される。 背面 5 4には多数の突起 2 0が設けられている。 その配列と配向は、 次 のよ うな特徴を有している。
1 . 被覆率は凹部 5 2 aからの距離に応じて増大する傾向を持つ。 こ れによ り、 凹部 5 2 a (点状光源 L 5 ) からの距離に依存した輝度変化 が出射面に現れることが防止される。
2 . 背面 5 4の全体に亙って、 突起 2 0の配向は凹部 5 2 aから放射 状に定められている。 案内部は、 凹部 5 2 aに向けられている。 即ち、 各突起 2 0の転換出力部の嶺部 2 5 (図 5参照） が凹部 5 2 aに向かう 方向に延在する。
3 . 点状光源 L 5の放射特性に正面方向への指向性がある場合、 側端 面 5 2の周辺で、 突起 2 0の被覆率が高められても良い。 特に、 コーナ エリア E、 F については被覆率が高められることが好ま しい。
3 . 多数の突起 2 0が直線状に並ぶよ うな秩序を持っていない。 これ によ り、 突起 2 0がよ り 目立たなく される。 また、 液晶ディ スプレイに 組み込んだ場合、 マ ト リ ツクス状の電極配列との重なり関係によるモア レ縞発生が防止される。 ( 5 ) 第 5実施形態
第 5実施形態の概略配置は、 上述の諸実施形態、 特に実施形態 4の概 略配置と類似しているが、 採用される導光板と一次光源がそれらとは異 なる。 本実施形態では、 図 9に示した導光板 6 0 と 2個の一次光源 L 6、 L 7が採用 される。 導光板 6 0は、 アク リル樹脂、 ポリ力一ボネイ ト ( P C ) 等の透明材料からなり、 1 つの側端面 6 2の 2個所に形成され た凹部 6 2 a、 6 2 bが入射面を提供している。
一次光源 L 6、 L 7は、 例えば L E D (発光ダイ才一 ド） を用いた点 状光源で、 それぞれ凹部 6 2 a、 6 2 b を通して導光板に光供給を行な う よ う に配置される。 背面 6 4には多数の突起 2 0が設けられている。 その配列と配向は、 次のよ うな特徴を有している。
1 . 被覆率と配向は凹部 6 2 a、 6 2 b との位置関係を考慮して、 輝 度変化が出射面に現れないよ う に設計される。
先ず 方の一次光源 L 6からの光供給のみを仮定して、 出射面全体に おける輝度が均一となるよう に被覆率と配向の分布 （分布 3 と呼ぶ） を 設計する。 次に、 他方の一次光源 L 7からの光供給のみを仮定して、 出 射面全体における輝度が均一となるよ う に被覆率と配向の分布 （分布 4 と呼ぶ） を設計する。 これら分布 3 と分布 4を重ね合わせて本実施形態 における被覆率及び配向の分布 （分布 3 +分布 4 ) とする。
分布 3による被覆率は一次光源 L 6からの拒離に応じて増大する一方、 分布 4による被覆率は一次光源 L 7からの距離に応じて増大する傾向を 持つ。 従って、 全体と しては分布 3、 分布 4の勾配は相殺し合う傾向を 持つ。 図示された例では、 ほぼ均一な被覆率のケースが描かれている。 突起 2 0の配向は、 半数が分布 3に従って凹部 6 2 aから放射状に定 められ、 残りの半数が分布 4に従って凹部 6 2 bから放射状に定められ ている。 前者の案内部は凹部 6 2 aに向けられ、 後者の案内部は凹部 6 2 b に向けられている。
2 . 多数の突起 2 0が直線状に並ぶよ うな秩序を持っていない。 これ によ り、 突起 2 0がよ り 目立たなく される。 また、 液晶ディスプレイに 組み込んだ場合、 マ ト リ ツクス状の電極配列との重なり関係によるモア レ縞発生が防止される。
( 6 ) 第 6実施形態 '
本発明の面光源装置は、 図 1 0に示したよう に、 フロン 卜ライ ト型の 液晶ディスプレイのフロン トライティ ングにも適用可能である。 これを 第 6実施形態とする。
フロン トライティ ングに用いられる面光源装置の導光板 7 0は、 液晶 パネルの前面 （観察面側） に配置される。 液晶パネルは、 散乱フイルム (光拡散シ一 卜 ） 1 0 1、 偏光板 1 0 2、 第 1 のガラス基板 1 0 3、 力 ラ一フィルタ 1 0 4、 液晶セル 1 0 5、 鏡面反射電極 1 0 6、 第 2の ガラス基板 1 0 7から構成されている。 カラ一フィルタ 1 0 4は 3原色 領域 R、 G、 B を有している。 このような液晶パネルの様造及び動作原 理は周知であるから詳しい説明は省略する。 導光板 7 0及び一次光源 （図示せず） は、 実施形態 1 〜実施形態 5の いずれに従っても良い。 フロン トライティ ングに用いられる導光板 7 0 は、 出射面 7 3が液晶パネルに正対するように配置される。 符号 H、 J、 Kで示したよ う に、 導光板 7 0内を伝播する光 Ηが凸部 2 0に入力され ると、 前述した 2回内部反射によ り内部出力光 J に変換される。 内部出 力光 Jは、 出射面 7 3からほぼ垂直に出射され、 液晶パネルに入射する。 内部出力光 Jは、 散乱フィル厶 （光拡散シ一 ト ） 1 0 1、 偏光板 1 0 2、 第 1 のガラス基板 1 0 3、 カラーフィルタ 1 04、 液晶セル 1 0 5 を経て鏡面反射電極 1 06で反射される。 反射された光は、 再度液晶セ ル 1 0 5、 カラ一フィルタ 1 04、 ガラス基板 1 0 3を経て偏光板 1 0 2に至る。 偏光板 1 0 2の透過 遮断は、 対応画素の鏡面反射電極 1 0 6の O NZO F F (偏光状態） に依存して決まる。
鏡面反射電極 1 0 6が偏光板 1 0 2の透過を許容すれば、 散乱フィ ル 厶 （光拡散シ一 卜 ） 1 0 1、 導光板 70を経て背面 74よ り表示光 Kと して出射される。 なお、 背面 74で突起 2 0に遭遇した光は、 再帰反射 に近い態様で反射され、 再度液晶パネルへ向うので無駄に消費されない。 以上説明 した睹実施形態、 特に第 6実施形態で用いられる導光板の出 射面は反射防止層で被覆されるこ とが好ま しい。 図 1 1 は、 反射防止層 を導光板の出射面に設けた場合の断面を表わ している。 反射防止層 A R は例えば M g F 2 (屈折率 ： 1 . 38 ) からなり、 厚さ tは例えば 9 9. 6 mである。 導光板はポリカボネー ト （ P C ) 製 （屈折率 ： 1 . 58 ) である。
出射面に内部入射した光は、 P C— M g F 2 界面及び M g F 2 —空気 界面で一部は反射し、 一部は透過する。 周知のよ う に、 反射防止層 A R の厚さ、 屈折率、 波長、 入射角度の相互関係を、 透過光 Tが干渉で強め 合い、 反射光 Rが干渉で弱め合う よ う に設定されれば、 反射防止層と し て機能する。
図 1 2 には、 垂 ®入射光について、 上記諸条件における反射率 （ 1 0 0 %—出射率） を、 反射防止層な しのケースと ともに、 波長の関数で示 した。 同グラフから理解されるよ うに、 反射防止層な しのケース （ N C T ) では、 反射率はほぼ一定値 3 . 8 %である。 一方、 上 K反射防止層 が用いられたケース （ C T ) では、 ほぼ 4 0 0 m〜 7 8 0 mの波長 領域で、 1 %〜 2 %程度の低い反射率が得られる。
従って、 このような反射防止層を諸実施形態、 特に第 6実施形態で用 いられる導光板の出射面に設ければ、 出射面からの出射が円滑になリ、 反射光に由来するノイズが低滅される。
( 7 ) 第 7実施形態
以上の睹実施形態においては、 各突起への内部入力光は、 案内部、 方 向転換部を経て出射面へ向けて内部出力されると説明してきた。 しかし、 例えば図 7 (第 3実施形態） のよ う に、 光導入を相反する 2つの方向 (第 1 及び第 2の方向） から行なうケースでは、 方向転換部から入力さ れ、 案内部で 2回反射した後、 出射面へ向かう光も生成される。
ここで、 案内部での 2回反射のために、 方向転換部と類似した谷形状 が必要となる。 前述の第 3実施形態は、 明らかにこの要件を満た してい る。
しか し、 第 3実施形態における突起 2 0は、 案内部に形成される谷 (第 2の谷） と方向転換部に形成される谷 （第 1 の谷） の形状、 サイズ が異なっているため、 相反する方向から到来する入力光に対して異なつ た方向転換機能を発揮する。
第 7実施形態では、 この点を改良し、 案内部に形成される谷 （第 2の 谷） と方向転換部に形成される谷 （第 1 の谷） の形状、 サイズをほぼ同 一と している。
本実施形態における突起配列を図 1 3に示した。 図 1 3に示したよ う に、 本実施形態は、 突起 （マイクロ レフレクタ） の形状を除けば、 第 3 実施形態と同様の配置を採用 している。
導光板 8 0は、 ァク リル樹脂、 ポリ力一ボネィ 卜 （ P C ) 等の透明材 料からなり、 2つの側端面が入射面 8 2 a、 8 2 b を提供している。 棒状の一次光源 （冷陰極管） L 8、 し 9が入射面8 2 &、 8 2 b に沿 つて配置され、 それぞれ入射面 8 2 a、 8 2 b に光を供給する。 背面 8 4には多数の突起 9 0が設けられている。
突起 9 0の形状及び方向転換作用は、 突起 2 0 と若干異なっている。 図 1 4には、 突起 9 0の周辺が拡大描示されている。 説明の便宜上、 突 起 9 0のサイズは誇張描示されている。
各突起 9 0は、 導光板 9 0の背面 8 4の一般面から突出するよ う に形 成されている。 ここに例示された 2個の突起 2 0は、 それぞれ 4個の内 部反射斜面 9 1、 9 2、 9 3、 9 4 を持つブロック形状を有している。 本例では、 一次光源 L 8、 9が図 1 3に示した如く配置されているた め、 入力光を代表する光線 P 1、 P 2は、 互いに相反する方向 （ほぼ 1 8 0度の方位差） から到来する。
斜面 9 1、 9 2は、 光線 P 1 に対しては方向転換のための光入力を円 滑に行なうための案内部を提供する一方、 光線 P 2 に対しては方向転換 出力部を提供する。 逆に、 斜面 9 3、 9 4は、 光線 P 1 に対しては方向 転換出力部を提供する一方、 光線 P 2 に対しては案内部を提供する。 斜面 9, 3、 9 4は、 嶺部 （第 1 の嶺部） 9 5で出会い、 第 1 の谷を形 成している。 これに対して、 斜面 9 1、 9 2は嶺部 （第 2の嶺部） 9 6 で出会い、 第 2の谷を形成している。 嶺 9 5、 9 6は、 内部伝播から見 ると谷底を提供する。 突起 9 0の配向方向は、 嶺部 9 5、 9 6の延在方向で代表される。 本 実施形態では、 嶺部 9 5、 9 6の 「背面 8 4の一般面への射影」 は 1 つ の直線を形成する。 突起 9 0の配向方向は、 2つの到来方向に対してほ ぼ平行 （ 0度または 1 8 0度） であることが好ま しい。 これによ り、 突 起 9 0への入力効率がほぼ最大化され、 従って、 方向転換効率もほぼ最 大化される。
なお、 本例においても、 突起 9 0の内部へ実際に入力されるのは、 背 面 8 4の一般面に正確に平行な光ではなく、 やや下向き に進行す.る光 (背面 8 4に接近する光） である。 背面 8 4の一般面に正確に平行な光 や、 出射面 8 3に接近する光は突起 9 0へ入力されずに奥へ進む。 即ち、 突起 9 0は光進行を妨げず、 光が届き難い領域を作らない。
第 1 の谷は、 斜面 9 1、 9 2から離れるに従って狭く、 且つ、 浅〈 な つている。 また、 第 2の谷は、 斜面 9 3、 9 4から離れるに従って狭く、 且つ、 浅く なつている。
従って、 各入力光 P 1、 P 2はほぼ必ず反射面 9 3、 9 4あるいは 9 1 、 9 2で 2度内部反射される。 その結果、 光の進行方向が 2度に亙つ て 3次元的に転換され、 出射面 8 3へ向かう内部出力光 Q 〗、 Q 2が生 成される。
内部出力光 Q 1、 Q 2の進行方向は、 反射斜面 9 1 〜 9 4の方位 （空 間的な方位） を調整することで、 相当範囲で制御出来る。 すべての突起 9 0について、 内部出力光 Q 1 、 Q 2が出射面 8 3に立てた法線方向に ほぽ一致するよ う にこれらの反射斜面の方位を調整すれば、 出射面 8 3 全体から、 ほぼ正面方向へ向かう平行光束に近い出射光が得られる。
このよ う に、 突起 9 0による方向転換は 3次元的に行なわれるので、 入射面 8 2 a、 8 2 bに平行、 垂直いずれの平面内に関しても方向制御 が可能である。 なお、 本実施形態における突起の配列と配向 （嶺部 9 5、 9 6の延在 方向） は、 第 3実施形態と同様であるから、 詳しい説明は省略する。 以上説明 したよ うに、 本発明に従えば、 導光板の背面に分布させた突 起による 2回内部反射に基づいて効率的な方向転換が導光板内部で行な われる。 その際の内部出力光の方向は、 突起の出力部の反射面の方位で 調整可能である。
従って、 散乱や拡散に頼る方向転換とは異なり、 無用な方向への光出 射が防止される。 また、 プリズムシ一 卜なしで、 正面方向あるいはその 周辺方向への出射が達成出来る。 更に、 バックライ 卜型の液晶ディ スプ レイのみならず、 フロン トライ 卜タイプの液晶ディ スプレイへの適用性 も優れている。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 出射面と背面を提供する 2つのメジャ一面と、 光導入のため の側端面を備えた導光板において、
前記背面は光進行方向転換のための多数の突起を備え、
各突起は案内部と転換出力部を含み、
前記転換出力部は嶺部とその両側にそれぞれ形成された第 1 の反射面 と第 2の反射面を含み、
前記嶺部、 第 1 の反射面及び第 2の反射面によ って前記突起の内部に は谷が形成され、
前記谷は、 前記案内部から離れるに従って幅が狭く、 且つ、 深さが浅 く なる傾向を持つよ うに形成されており、
それによ り、 前記案内部を経て前記谷に到来した内部入力光が前記第 1 の反射面及び前記第 2の反射面の内の一方で反射され、 次いで、 他方 の反射面で反射され、 前記出射面に向かう内部出力光が生成され得るよ う になつている、 前記導光板。
2 . 前記多数の突起の転換出力部の嶺部の延在方向が、 前記背面 上の位置に応じて変化する分布を有している、 請求項 1 に記載された導 光板。
3 . 少なく と も 1 つの一次光源と、 出射面と背面を提供する 2つ のメジヤー面、 並びに前記一次光源からの光導入のための側端面を備え た導光板を含む面光源装置であって、
前記背面は光進行方向転換のための多数の突起を備え、
各突起は案内部と転換出力部を含み、
前記転換出力部は第 1 の嶺部とその両側にそれぞれ形成された第 1 の 反射面と第 2の反射面を含み、
前記第 1 の嶺部、 第 1 の反射面及び第 2の反射面によ つて前 i己突起の 内部には第 1 の谷が形成され、
前記第 1 の谷は、 前記案内部から離れるに従って幅が狭く、 且つ、 深 さが浅く なる傾向を持つように形成されており、
それによ り、 前記案内部を経て前記第 1 の谷に到来した内部入力光が 前記第 1 の反射面及び前記第 2の反射面の内の一方で反射され、 次いで、 他方の反射面で反射され、 前記出射面に向かう内部出力光が生成され得 るよう になっている、 前記面光源装置。
4 . 前記第 1 の嶺部の延在方向が、 光の到来方向と対応するよ う に、 前記背面上の位置に応じて変化している、 請求項 3に記載された面 光源装置。
5 . 前記光導入が相反する第 1 の方向及び第 2の方向からなされ、 前記第 1 の方向から導入され、 前 K案内部を経て前記第 1 の谷に到来し た内部入力光は前記第 1 の反射面及び前記第 2の反射面の内の一方で反 射され、 次いで、 他方の反射面で反射され、 前記出射面に向かう内部出 力光が生成され得る一方、
前記第 2の方向から導入された光に対しては、 前記案内部と前記出力 転換部の機能が入れ替わるよ う に、
前記案内部は第 2の嶺部とその両側にそれぞれ形成された第 3の反射 面と第 4の反射面を含み、
前記第 2の嶺部、 第 3の反射面及び第 4の反射面によ つて前記突起の 内部には第 2の谷が形成され、
前記第 2の谷は、 前記転換出力部から離れるに従って幅が狭く、 且つ、 深さが浅く なる傾向を持つよ う に形成されており -、
それによ り、 前記第 1 の方向から導入され、 前記転換出力部を経て前 記第 2の谷に到来した内部入力光が前記第 3の反射面及び前 己第 4の反 射面の内の一方で反射され、 次いで、 他方の反射面で反射され、 前記出 射面に向かう内部出力光が生成され得るよ う になつている、 請求項 3に 言己載された面光源装置。
6 . 前記第 1 の谷と前記第 2の谷が、 ほぼ同サイズ且つほぼ同形 状である、 請求項 5に記載された面光源装置。
7 . 液晶パネルを背後から照明する面光源装置を備えたバックラ ィ 卜型の液晶ディ スプレイであって、
前記面光源装置は、 少なく と も 1 つの一次光源と、 出射面と背面を 提供する 2つのメジャ一面、 並びに前記一次光源からの光導入のための 側端面を備え、
前記背面は光進行方向転換のための多数の突起を備え、
各突起は案内部と転換出力部を含み、
前記転換出力部は第 1 の嶺部とその両側にそれぞれ形成された第 1 の 反射面と第 2の反射面を含み、
前記第 1 の嶺部、 第 1 の反射面及び第 2の反射面によ って前記突起の 内部には第 1 の谷が形成され、
前記第 1 の谷は、 前記案内部から離れるに従って幅が狭く、 且つ、 深 さが浅ぐなる傾向を持つよ うに形成されてお り、
それによ り、 前記案内部を経て前記第 1 の谷に到来した内部入力光が 前記第 1 の反射面及び前記第 2の反射面の内の一方で反射され、 次いで、 他方の反射面で反射され、 前記出射面に向かう内部出力光が生成され得 るようになっている、 前記液晶ディスプレイ。
8 . 液晶パネルを前面から照明する面光源装置を備えたフロン ト ライ 卜型の液晶ディ スプレイであって、
前記面光源装置は、 少なく と も 1 つの一次光源と、 出射面と背面を 提供する 2つのメジャ一面、 並びに前記一次光源からの光導入のための 側端面を備え、
前記背面は光進行方向転換のための多数の突起を備え、
各突起は案内部と転換出力部を含み、
前記転換出力部は第 1 の嶺部とその両側にそれぞれ形成された第 1 の 反射面と第 2の反射面を含み、
前記第 1 の嶺部、 第 1 の反射面及び第 2の反射面によつて前記突起の 内部には第 1 の谷が形成され、
前記第 1 の谷は、 前記案内部から離れるに従って幅が狭く、 且つ、 深 さが浅く なる傾向を持つように形成されてお り、
それによ り、 前記案内部を経て前記第 1 の谷に到来した内部入力光が 前記第 1 の反射面及び前記第 2の反射面の内の一方で反射され、 次いで、 他方の反射面で反射され、 前記出射面に向かう内部出力光が生成され得 るよ うになっている、 前記液晶ディ スプレイ。
9 . 前記第 1 の嶺部の延在方向が、 光の到来方向と対応するよ う に、 前記背面上の位置に応じて変化している、 請求項 7 または請求項 8 に記載された液晶デイ スプレイ。
1 0 . 前記光導入が相反する第 1 の方向及び第 2の方向からなさ れ、 前記第 1 の方向から導入され、 前記案内部を経て前記第 1 の谷に到 来した内部入力光は前記第 1 の反射面及び前記第 2の反射面の内の一方 で反射され、 次いで、 他方の反射面で反射され、 前言己出射面に向かう内 部出力光が生成され得る一方、
前記第 2の方向から導入された光に対しては、 前記案内部と前記出力 転換部の機能が入れ替わるよう に、
前記案内部は第 2の嶺部とその両側にそれぞれ形成された第 3の反射 面と第 4の反射面を含み、
前記第 2の嶺部、 第 3の反射面及び第 4の反射面によって前記突起の 内部には第 2の谷が形成され、
前記第 2の谷は、 前記転換出力部から離れるに従って幅が狭く、 且つ、 深さが浅く なる傾向を持つよう に形成されてお り、
それによ り、 前記第 1 の方向から導入され、 前記転換出力部を経て前 記第 2の谷に到来した内部入力光が前記第 3の反射面及び前記第 4の反 射面の内の一方で反射され、 次いで、 他方の反射面で反射され、 前記出 射面に向かう内部出力光が生成され得るよ う になつている、 請求項 7ま たは請求項 8に記載された液晶ディ スプレイ。
1 1 . 前 K第 1 の谷と前記第 2の谷が、 ほぼ同サイズ且つほぼ同 形状である、 請求項 1 0に記載された液晶ディ スプレイ。
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