WO2010047355A1 - 面光源素子およびこれを備えた画像表示装置 - Google Patents

面光源素子およびこれを備えた画像表示装置 Download PDF

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WO2010047355A1
WO2010047355A1 PCT/JP2009/068144 JP2009068144W WO2010047355A1 WO 2010047355 A1 WO2010047355 A1 WO 2010047355A1 JP 2009068144 W JP2009068144 W JP 2009068144W WO 2010047355 A1 WO2010047355 A1 WO 2010047355A1
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light guide
light
light source
source element
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誠二 木下
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株式会社クラレ
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means 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
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • G—PHYSICS
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    • G02B6/0035—Means 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
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    • G—PHYSICS
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    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053—Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer

Definitions

  • the present invention relates to an edge light type surface light source element having a plurality of primary light sources and an image display device using the same, and particularly used for a liquid crystal display device, an illumination signage device, and the like that require high screen quality.
  • the present invention relates to an edge light type surface light source element and an image display apparatus using the same.
  • a direct type There are two types of surface light source elements used in an image display device: a direct type and an edge light type.
  • the direct-type surface light source element a plurality of primary light sources are arranged on the back surface of a plate member forming a light emitting surface.
  • This method has a feature that it is easy to increase in size because a light source is arranged on the back surface of the light emitting surface, and is widely used as a display unit of a television receiver including a liquid crystal display device.
  • a plate-like member that forms a light emitting surface is composed of a plurality of optical sheets called a diffusion plate, a prism sheet, a diffusion sheet, and the like.
  • the edge light type surface light source element has a feature that it is more effective in reducing the thickness than the direct type surface light source element because the primary light source is located on the side surface of the light guide plate.
  • the light emitted from the primary light source propagates while bending the inside of the transparent plate-shaped light guide plate made of a transparent polymer such as PMMA (polymethyl methacrylate), and is one of the two main surfaces of the light guide plate.
  • the light is emitted from a certain emission surface toward the liquid crystal panel.
  • optical sheets called a diffusion sheet, a prism sheet, and a reflective polarizing film are used.
  • white dots are printed on the reflective surface, which is one of the two main surfaces of the transparent light guide plate, on the light emitting surface of the surface light source device.
  • the size and density of the dots are adjusted so that the luminance distribution in the observation direction is uniform.
  • a pattern in which the dot size is 0.1 to 0.5 mm and the height is about 0.01 to 0.05 mm and the top surface is roughened is directly applied to the reflective surface of the light guide plate. The type is used.
  • Patent Documents 1-3 a light guide plate in which a pattern with higher light utilization efficiency is added to the printing type light guide plate has been proposed.
  • Patent Document 3 describes a light guide plate having a concave or convex shape with a trapezoidal cross section on at least one of an emission surface and a bottom surface.
  • light incident from the incident end face is taken into the bottom surface, and the reflected light is efficiently reflected in the direction toward the exit surface.
  • the prism sheet can be omitted.
  • the object of the present invention is to concentrate the amount of light emitted from the primary light source in an effective range and an effective observation direction by using a prism sheet generally used in a surface light source element and a light guide plate of the present invention in combination.
  • a prism sheet generally used in a surface light source element and a light guide plate of the present invention in combination.
  • an image display device including the surface light source element is provided. That is.
  • the first invention of the present application is an edge light type surface light source element in which at least one primary light source is disposed on a side surface of a light guide plate,
  • the light guide plate has an exit surface, a bottom surface facing the exit surface, and an incident end surface on which light emitted from a primary light source provided on at least one side surface is incident, Reflecting means for reflecting light is provided on the bottom side of the light guide plate,
  • An optical sheet is provided on the light exit surface side of the light guide plate,
  • the optical sheet includes at least one prism sheet,
  • the ridges on the exit surface of the prism sheet closest to the exit surface of the light guide plate are arranged parallel to the X axis,
  • the normal line of the XY plane composed of the X axis and the Y axis perpendicular to the X axis is defined as the Z axis.
  • the linear light source is arranged parallel to the X axis
  • the reflecting means, the light guide plate, and the optical sheet are arranged in parallel to the XY plane, It is configured in the order of the reflecting means, the light guide plate, and the optical sheet in the Z-axis direction
  • An incident end surface of the light guide plate is parallel to the XZ plane, and a pattern including a plurality of concave stripes parallel to the X axis is formed on the bottom surface, and an X on the incident end surface side of the plurality of concave stripes.
  • the surface light source element is characterized in that the slope R of the inclined surface with respect to the bottom surface of the light guide plate satisfies the following expression.
  • ⁇ MAX This is the maximum value of the incident angle required to increase the light emitted in the front direction after passing through the prism sheet closest to the exit surface of the light guide plate, and is usually 0.698 radians.
  • n LGP Refractive index ⁇ c of the base material of the light guide plate: ⁇ sin ⁇ 1 (1 / n LGP ) ⁇ which is a critical angle for total reflection of the base material of the light guide plate.
  • the second invention of the present application is Said surface light source element,
  • the primary light source is disposed on each of two opposing incident end faces of the light guide plate, and the plurality of concave stripes have the inclined surfaces parallel to the X axis, respectively, with respect to the two incident end faces. It is a surface light source element.
  • the third invention of the present application is Said surface light source element,
  • the surface light source element is characterized in that the cross section of the concave stripe formed on the bottom surface of the light guide plate is V-shaped.
  • the fourth invention of the present application is Said surface light source element,
  • the surface light source element is characterized in that a cross section of the concave stripe formed on the bottom surface of the light guide plate is trapezoidal.
  • the fifth invention of the present application is Said surface light source element,
  • the surface light source element is characterized in that a pattern composed of a plurality of ridges parallel to the Y axis is formed on the exit surface of the light guide plate.
  • the sixth invention of the present application is The fifth surface light source element, In the surface light source element, the cross section of the ridge formed on the light exit surface of the light guide plate is trapezoidal.
  • the seventh invention of the present application is characterized in that the configuration of the optical sheet of the surface light source element is a diffusion sheet, a prism sheet, or a diffusion sheet from above the exit surface of the light guide plate. It is a light source element.
  • the eighth invention of the present application is a surface light source element characterized in that the configuration of the optical sheet of the surface light source element is a diffusion sheet, a prism sheet, or a reflective polarizing film from above the exit surface of the light guide plate. is there.
  • the ninth invention of the present application is an image display device comprising a transmissive display element on the exit surface side of the surface light source element.
  • the first invention of the present application has a function of deflecting light in a required front direction after passing through an optical sheet disposed on the exit surface of the light guide plate.
  • the effect of the present invention is exhibited to the maximum by designing the average slope of the slopes of the provided grooves within a limited range.
  • the primary light source when the primary light source is disposed on each of the two incident end faces facing each other of the light guide plate, the primary light source is compared with the case where there are two primary light sources on one incident end face. Since the incident efficiency from the light source to the light guide plate is improved and the light can be incident from the two incident end faces, the thickness of the light guide plate can be reduced when the luminance performance is the same, leading to a reduction in the thickness of the surface light source element. Also, since there are incident end faces at both ends, it is only necessary to adjust the surface luminance distribution for the exit area from the incident end face on one side to the center line of the incident end face opposite to the incident end face. In comparison, it is easy to make the surface luminance distribution uniform.
  • the cross section of the concave stripe installed on the bottom surface of the light guide plate is V-shaped, among the light guiding the light guide plate, V-shaped Since the light incident directly on the incident end surface side slope of the concave is totally reflected, it is emitted from the exit surface of the light guide plate without losing energy, and after passing through the optical sheet provided on the exit surface side of the light guide plate, The light can be emitted at an angle very close to the front direction, and the luminance in the front direction can be improved.
  • the luminance in the front direction can be improved as in the V shape, and the manufacturing method by injection molding
  • the manufacturing method by injection molding when producing the light guide plate, it is excellent in releasability from the mold, so that the production efficiency can be increased.
  • the light guide plate when protrusions are arranged on the exit surface of the light guide plate, at least one incident end surface of the light guide plate is installed in parallel to the X axis, and the light guide plate emits light.
  • the ridges are arranged parallel to the Y-axis on the surface, the X-axis direction is the horizontal direction, and the Y-axis direction is the vertical direction, the reflected light from the bottom surface of the light guide plate is horizontal by the ridges arranged on the exit surface. Since it can be deflected in the direction, viewing angle characteristics can be improved.
  • the ridges are arranged on the exit surface of the light guide plate in parallel with the Y axis, the light totally reflected on the slope of the ridges of the propagation light inside the light guide plate is on the incident end surface side of the recesses. Since it is directly incident on the slope and totally reflected, it is emitted from the exit surface of the light guide plate without loss of energy, and is added as a component in the front direction after being transmitted through the optical sheet, so that the brightness in the front direction can be improved.
  • a protrusion having a trapezoidal cross-sectional shape parallel to the plane composed of the X-axis and the Z-axis is disposed on the protrusion on the exit surface in parallel with the Y-axis.
  • a part of the light propagating while being totally reflected by the plane parallel to the plane composed of the X-axis and the Y-axis is disposed on the bottom surface of the light guide plate on the exit surface and the bottom surface facing the light guide plate It is possible to emit light close to the front direction after being transmitted through the optical sheet provided on the light emission surface side of the light guide plate from the surface constituting the trapezoidal convex stripes.
  • the configuration of the optical sheet of the surface light source element is a diffusion sheet, a prism sheet, or a diffusion sheet from above the emission surface of the light guide plate
  • the light emitted from the light guide plate is first a diffusion sheet above the light guide plate.
  • the angle dependency of the emitted light becomes moderate, which reduces the glare and improves the screen quality, and is incident from the bottom surface of the prism sheet disposed above and deflected in the front direction by the prism on the exit surface. Since the incident light component can be increased, the luminance in the front direction can be improved.
  • a diffusion sheet having a weak diffusion performance as the upper diffusion sheet, it is possible to prevent the prism apex angle of the prism sheet from being worn or damaged, so that the screen quality can be improved.
  • the configuration of the optical sheet of the surface light source element is a diffusion sheet, a prism sheet, or a reflective polarizing film from above the exit surface of the light guide plate
  • the light emitted from the light guide plate is charged until it exits from the prism sheet.
  • the reflective polarizing film disposed above the prism sheet has the same effect as that of Item 7, and polarization-separates light incident on the polarizing film from below and does not pass through the polarizing film of the liquid crystal display element. Since it has the function of reflecting the light and returning it downward so that the polarized light can be reused, the brightness in the front direction is improved when a liquid crystal display element is placed above the surface light source element. can do.
  • the light guide plate included in the surface light source element of the present invention is configured such that incident light from the primary light source is disposed at a predetermined position on the bottom surface facing the output surface, and the output surface is viewed from the front.
  • the brightness can be improved.
  • the projections are arranged on the exit surface, it is possible to provide an image display device with high brightness and excellent viewing angle characteristics because it can control the exit direction in addition to increasing the exit light from the light guide plate. .
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows an example of the surface light source element of this invention.
  • A The figure which shows the angle luminous intensity distribution of the up-down direction of the light radiate
  • b The up-down direction of the light radiate
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the surface light source element of the present invention, wherein (a) and (b) are an XZ sectional view and a YZ sectional view, respectively, passing through the center point of the surface light source element. .
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the structure of the surface light source device in the Example and comparative example of this invention. It is a table
  • a surface light source element of the present invention is disposed on a light guide plate that is a flat transparent structure formed of a transparent resin or the like, a primary light source disposed on one side of the light guide plate, and a lower surface of the light guide plate. It is generally composed of a reflective sheet.
  • the light guide plate can be made of a transparent resin having a high light transmittance.
  • a transparent resin having a high light transmittance.
  • the transparent resin for example, methacrylic resin, acrylic resin, polycarbonate resin, polyester resin, cyclic polyolefin resin, and the like can be widely used.
  • One surface of the light guide plate is an exit surface, and a bottom surface is disposed opposite to the exit surface.
  • a primary light source is disposed on at least one side surface of the light guide plate, and this side surface is an incident end surface.
  • the incident end face may be at least one place, but may be a plurality of places.
  • a reflection end face is formed on a side face other than the incident end face. Is preferred.
  • a typical example in the case where there are two incident end faces is an example in which the primary light source is provided on the faces facing each other, and the reflection end faces are formed on both side faces.
  • the two incident end faces need to satisfy the condition that is parallel to the concave stripe formed on the bottom surface, and when the convex stripe is formed on the output face, both must be orthogonal to the convex stripe. It is.
  • Primary light source is arranged toward this incident end face. Any kind of primary light source may be used, but a linear light source such as a cold cathode tube or a fluorescent tube may be used, and a number of point light sources such as an LED light source are arranged. It may be linear.
  • a reflecting means for reflecting light is provided on the side in contact with the bottom surface of the light guide plate, and the reflecting means has a function of making the light emitted from the bottom surface of the light guide plate enter the light guide plate again.
  • a reflectance of 95% or more is desirable because of high light utilization efficiency.
  • the material of the reflecting plate include metal foils such as aluminum, silver, and stainless steel, white coating, and foamed PET (polyethylene terephthalate) resin.
  • the material has a high reflectance. This includes silver, foamed PET, and the like.
  • the material is preferably diffusely reflected. This includes foamed PET and the like.
  • the prism sheet provided in the surface light source element of the present invention there is a trade name BEFII manufactured by Sumitomo 3M Limited.
  • the prisms are arranged without gaps.
  • the product name BEFIII manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd. is a 2P resin on a PET film, with a vertical angle of about 90 degrees and a height of about 0.025 mm, by slightly changing the ridges in the height direction, Since there is an effect of scattering the light incident on the sheet, the screen quality is improved.
  • concaves formed at a predetermined pitch are formed on the bottom surface of the light guide plate.
  • These concave stripes are formed by extending concave sections in one direction.
  • the cross-sectional shape of these concave stripes may be a desired shape such as a triangle, a wedge shape, other polygonal shapes, a wave shape, or a semi-elliptical shape. It is preferable that they are substantially equal.
  • ⁇ MIN This is the minimum value of the incident angle required to emit light in the near-front direction after passing through the prism sheet closest to the exit surface of the light guide plate, and is usually 0.436 radians.
  • ⁇ MAX This is the maximum value of the incident angle required to increase the light emitted in the front direction after passing through the prism sheet closest to the exit surface of the light guide plate, and is usually 0.698 radians.
  • n LGP Refractive index ⁇ c of the base material of the light guide plate: ⁇ sin ⁇ 1 (1 / n LGP ) ⁇ which is a critical angle for total reflection of the base material of the light guide plate. It is.
  • the optimal incident angle for emitting light in the front direction is that on the exit surface side of the sheet.
  • the ridges are arranged parallel to the X-axis, if the X-axis direction is the horizontal direction and the Y-axis direction perpendicular to the X-axis is the up-down direction, it is roughly converted to a frequency display in the up-down direction at around 30 degrees. is there.
  • the apex angle of the convex prism provided on the exit surface side of the prism sheet is 100 degrees, it is approximately 25 degrees in terms of power display in the vertical direction.
  • ⁇ MIN in the above formula (1) is 25 degrees (0.436 radians). Then, the above equation (1) becomes R ⁇ [ ⁇ / 2 ⁇ sin ⁇ 1 [ ⁇ sin (0.436) ⁇ / n LGP ]] / 2 ⁇ ⁇ / 2 ⁇ sin ⁇ 1 (0.422 / n LGP ) ⁇ / 2 (2) It becomes.
  • a preferable range of the average inclination of the concave stripes provided on the bottom surface of the light guide plate will be described by taking as an example a case where highly transparent acrylic resin is used as the base material of the light guide plate.
  • ⁇ MIN is 30 degrees in frequency display and n LGP is 1.49, so the right side of Equation (2) is 35.2 degrees.
  • the incident angle to the prism sheet is greater than 40 degrees in terms of power, it becomes difficult to increase the outgoing light in the front direction after passing through the prism sheet. For this reason, in order that the light totally reflected by the inclined surface of the concave line disposed on the bottom surface of the light guide plate may be emitted more than 40 degrees from the light exit surface of the light guide plate, the light guide plate Is obtained by substituting 40 degrees (0.698 radians) as ⁇ MAX in the above equation (3).
  • the height of the concave stripe formed on the bottom surface may gradually increase as the distance from the primary light source increases.
  • the cross section includes a trapezoidal groove
  • the length of the upper and lower bases of the trapezoid is the angle formed by the slope of the trapezoidal groove with respect to the bottom surface. Including a case where the values are gradually different from each other while being kept substantially constant. With these configurations, the in-plane luminance uniformity can be further enhanced.
  • the range of R in terms of excellent viewing angle characteristics is preferably within a range of 20 degrees to 32.5 degrees (115 degrees ⁇ apex angle ⁇ 140 degrees), and further has high brightness and excellent viewing angle characteristics. More preferably, it is set within the range of 22.5 degrees or more and 30 degrees or less (120 degrees ⁇ apex angle ⁇ 135 degrees).
  • the height is set in the range of 0.001 mm to 0.1 mm, and preferably in the range of 0.002 mm to 0.05 mm in terms of moire reduction, and in order to make the surface brightness near the primary light source more uniform, Preferably, it is set within the range of 0.002 mm to 0.02 mm.
  • the average inclination with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X axis on the incident end surface side of the groove is the internal angle of the cross section formed by the bottom surface and the normal slope. It becomes the average value of the base angle.
  • the bottom surface structure of the light guide plate is used to control the bottom surface structure so that the reflected, refracted, and scattered light is emitted from the light exit surface with the desired intensity by using the reflective sheet.
  • the V-shaped concave stripes are arranged in parallel to the incident end face, and the V-shaped concave stripe is provided.
  • the luminance in the front direction can be further increased when a diffusion sheet is placed on the light exit surface of the light guide plate in addition to the prism sheet.
  • the light passes through the diffusion sheet and the prism sheet disposed above the light exit surface of the light guide plate, and then in the front direction.
  • the principle of improving the brightness will be described.
  • One incident end face of the light guide plate is installed in parallel to the X axis, and the X axis direction is a horizontal direction and the Y axis direction is a vertical direction.
  • the light incident from the incident end surface of the light guide plate is reflected in a predetermined direction by a V-shaped recess disposed on the bottom surface of the light guide plate and is emitted from the exit surface or transmitted through the V-shaped recess.
  • the light guide plate Once it exits from the bottom surface of the light guide plate, it is diffused by the reflective sheet disposed at the bottom, and enters the light guide plate again and exits from the exit surface, but after passing through the optical sheet on the light guide plate
  • the light emitted in the front direction is mainly reflected in a predetermined direction by the former V-shaped recess.
  • the angle is set to be inclined with respect to the bottom surface of the light guide plate, which is within the range required in the present invention, the case where the light exits from the exit surface of the light guide plate in the direction of approximately 25 degrees to 30 degrees is upward (the incident angle ⁇ is positive).
  • the incident angle ⁇ is positive.
  • the direction is approximately 25 degrees to 30 degrees from the exit surface of the light guide plate.
  • the light enters the V-shaped concave stripe.
  • FIG. 10 when the area W incident on the slope of the V-shaped concave stripe is normalized by the height H of the V-shaped concave stripe, Expression (5) is obtained.
  • W / H sin (R + ⁇ ) / sin (R) (5)
  • a larger W / H can emit more light in the desired ⁇ direction from the exit surface of the light guide plate. From the above formula (5), it can be seen that when ⁇ is positive, that is, when the light is incident on the slope of the V-shaped concave stripe from above, W / H becomes larger and more light can be emitted in the desired ⁇ direction. .
  • FIG. 2A shows the angular intensity distribution in the vertical direction of light emitted from the exit surface of the light guide plate when the degree of inclination is 40 degrees with respect to the bottom surface of the light guide plate, which is outside the range required in the present invention. Shown in When the inclination with respect to the bottom surface of the V-shaped concave stripe is 25 degrees, emission in the front direction is suppressed, and a large amount of light is emitted at a high emission angle of 30 degrees or more. On the other hand, when the inclination with respect to the bottom surface of the V-shaped concave stripe is 40 degrees, the emission in the front direction is very large.
  • FIG. 2B shows the angular intensity distribution in the vertical direction of light emitted from the exit surface when one diffusion sheet is placed above the exit surface of the light guide plate.
  • the inclination with respect to the bottom surface of the V-shaped concave stripe is 25 degrees, a large amount of light is emitted with a peak at 30 degrees in the vertical direction while the emission in the front direction is suppressed.
  • the inclination with respect to the bottom surface of the V-shaped concave stripe is 40 degrees, there is a peak in the front direction, and the emitted light in the direction of 30 degrees in the vertical direction is low.
  • FIG. 2 (c) shows an angular luminous intensity distribution in the vertical direction of light emitted from the emission surface when a prism sheet is placed on the diffusion sheet.
  • the emission in the front direction is higher than when the inclination with respect to the bottom surface of the V-shaped groove is 40 degrees.
  • FIG. 11A when the inclination with respect to the bottom surface of the V-shaped concave stripe is 25 degrees, the light propagating through the light guide plate is totally reflected by the slope of the V-shaped concave stripe.
  • FIG. 11B shows the main light trace when the inclination with respect to the bottom surface of the V-shaped concave stripe is 40 degrees.
  • the inclination with respect to the bottom surface of the V-shaped concave stripe is 40 degrees, the light is transmitted through the light exit surface of the light guide plate and the diffusion sheet, and then the peak is emitted at 0 degrees in the vertical direction. Since it is returned, the emission in the front direction becomes low.
  • the light is emitted through the diffusion sheet installed on the light emission surface of the light guide plate and then emitted in the front direction. Since a large amount of light is emitted with a peak at 30 degrees in the vertical direction while being suppressed, the light is efficiently deflected in the front direction after passing through the prism sheet, thereby improving the luminance.
  • ridges formed at a predetermined pitch may be formed on the exit surface of the light guide plate.
  • the ridges include trapezoidal ridges described below, and may be substantially the same or equivalent to the ridges used in a conventional surface light source element.
  • These ridges are formed with the convex portions of the cross section extending in one direction.
  • the cross-sectional shape of these ridges may be a desired shape such as a triangle, a wedge, another polygon, a wave, or a semi-ellipse.
  • the front luminance in the viewing direction is higher and the viewing angle characteristics are widened. It is a more preferable form.
  • the surface 1 a has a trapezoidal ridge 2 having a cross-section with the vertices A, B, C, and D and the symbols A ′, B ′, C Sections having a trapezoidal cross section with 'and D' as vertices are disposed apart from each other.
  • the trapezoidal shape related to the light guide plate included in the surface light source element of the present invention is not limited to a trapezoidal shape in a strict sense as shown in the drawings.
  • the upper and lower bases which are planes having different heights parallel to the XY plane, are continuous with a slope connecting the mountain shape, for example, the upper base or the lower
  • the connecting portion between the bottom and the slope may be curved.
  • Such a trapezoidal shape having a curved connecting portion is preferable because it is relatively easy to mold and is advantageous in production, and the connecting portion is not easily damaged.
  • at least a part of the upper base and the lower base may be inclined with respect to the XY plane.
  • the upper base and / or the lower base may have a gentle wave shape with the X-axis direction as the longitudinal direction.
  • the uniformity of light emission can be improved by having fine irregularities.
  • the average of the inclinations preferably has no angle with respect to the XY plane. Further, it is desirable that the portion having an inclination of 10 degrees or less occupies 50% or more of the whole.
  • the upper and lower bases are in the same XY plane, not only can light be guided efficiently, but the center of gravity of the light guide plate can be stabilized. Advantages such as advantageous continuous production become easy.
  • the trapezoidal function will be described with reference to FIG.
  • the terms “upper base” and “lower base” are used, but this does not mean the vertical direction but is for explanation.
  • the short side is described as “upper base”
  • the long side is described as “lower base”.
  • W3 is the width of the upper base 3a of the concave line 3
  • H is the height of the convex line 2 (or the depth of the concave line 3)
  • a1 is the angle between the straight line AD and the straight line AB (inclined surface 2b).
  • the angle formed by AD and the straight line DC (inclined surface 2c) is a2
  • the length of the straight line DD ′ is the pitch P.
  • the pitch P is equal to the sum of the width of the lower base of the ridge 2 (the length of the straight line AD) W1 and the width W3 of the upper base 3a of the ridge 3, and the width of the upper base 2a of the ridge 2 (straight line BC Is equal to the sum of the width W2 and the width of the bottom of the recess 3 (the length of the straight line BC ′).
  • the cross-sectional shape of the ridge 2 is trapezoidal, and an appropriate width W2 is provided on the ridge 2 so that propagating light incident from the incident end face can be transmitted. It has a role to lead to the center of.
  • the cross-sectional shape of the concave stripe 3 is made trapezoidal, and the desired width W3 is provided in the concave stripe 3 so that the same as W2 described above, from the incident end face. It plays the role of guiding the incident light along the Y-axis direction inside the light guide plate. If the width W2 is too narrow and the contribution of the inclined surfaces 2b and 2c becomes too large, the light propagating in the X-axis direction will be emitted from the inclined surface, so that the effect of increasing the luminance in the vertical direction is sufficient. It becomes difficult to demonstrate.
  • the width W3 is too narrow and the contribution of the inclined surfaces 2b and 2c becomes too large, it is difficult to sufficiently exhibit the effect of increasing the luminance in the vertical direction.
  • the width W2 and / or the width W3 are set to be relatively wide with respect to the inclined surfaces 2b and 2c, the contribution of the inclined surfaces 2b and 2c is relatively reduced, and propagation in the Y-axis direction is performed.
  • new light that is totally reflected by the inclined surface of the V-groove and is emitted from the exit surface in the vertical direction to approximately 25 degrees to 30 degrees is newly generated.
  • this contribution is reduced, it is difficult to sufficiently exhibit the effect of increasing the luminance in the vertical direction.
  • the shape and size of the ridges 2 or 3 and the pitch P on the exit surface of the light guide plate provided in the surface light source element of the present invention are related to the size of the light guide plate 1, the display performance and specifications of the surface light source element, and the like. Is determined in consideration of Thereby, the brightness
  • the general height H of such ridges 2 is selected from the range of 0.001 to 0.1 m, and the more preferable height H is 0.005 to 0.05 mm, most The preferred height H is selected from the range of 0.01 to 0.03 mm.
  • the general inclination angle a1 and inclination angle a2 are each selected from the range of 15 to 70 degrees, and the more preferable inclination angle a1 and inclination angle a2 are each selected from the range of 15 to 60 degrees. In particular, 15 to 35 degrees is selected as the most preferable range when the viewing angle characteristic is emphasized, and 35 to 60 degrees is selected as the most preferable range when the luminance characteristic is emphasized.
  • the general width W1 of the lower base is within a range of 0.01 to 0.5 mm, more preferably within a range of 0.015 to 0.27 mm, and most preferably within a range of 0.015 to 0.18 mm. Selected.
  • the width W2 of the upper base is selected from the range of 0.001 to 0.5 mm, and the more preferable width W2 is in the range of 0.001 to 0.1 mm, most preferably in the range of 0.005 to 0.05 mm. Selected from.
  • the general width W3 is selected from the range of 0.0001 to 0.5 mm, and the more preferable width W3 is in the range of 0.0001 to 0.3 mm, and most preferably in the range of 0.001 to 0.15 mm. Selected from.
  • the output surface of the light-guide plate 1 is formed maintaining the specific ratio by the relationship between the widths W1, W2, and W3 and the pitch P. Characterized by having a trapezoidal pattern. That is, on the exit surface of the light guide plate 1 provided in the surface light source element of the present invention, the ratio W3 / W2 of the width W3 of the upper base formed in the concave strip 3 to the width W2 of the upper base formed in these convex strips 2. Is preferably in the range of 0.01 to 200, more preferably in the range of 0.02 to 100, and most preferably in the range of 0.1 to 10.
  • the ratio of (P ⁇ W2 ⁇ W3) to (W2 + W3) is preferably in the range of 0.04 to 400, more preferably in the range of 0.2 to 200, and most preferably in the range of 0.3 to 150. Is within.
  • the ratio of W3 to W2 is in the range of 0.1 to 10
  • the luminance in the front direction can be improved after passing through the optical sheet disposed on the light exit surface of the light guide plate.
  • the ratio of (P ⁇ W2 ⁇ W3) to (W2 + W3) is in the range of 0.3 to 150, the luminance in the vertical direction after passing through the optical sheet disposed on the exit surface of the light guide plate Viewing angle characteristics can be ensured while suppressing a decrease in the image quality.
  • These surface light source elements 10 include a light guide plate 1 that is a flat transparent structure formed of a transparent resin such as an acrylic resin, a light emitting unit 4 a disposed on one side of the light guide plate 1, and the light guide plate 1. It is generally composed of a reflection sheet 5 disposed on the lower surface. On the upper surface of the light guide plate 1, an emission surface 6 for emitting light is formed, and a bottom surface 7 is formed to face the emission surface 6.
  • FIG. 1 is a perspective view of an example of a surface light source element according to the present invention.
  • the light emitting unit 4 a is disposed on one side surface of the light guide plate 1, and this side surface is the incident end surface 8.
  • a plurality of light emitting units 4 a arranged on one incident end face are collected as a primary light source 4.
  • both side surfaces intersecting the incident end surface 8 are reflection end surfaces 8b, and a surface facing the incident end surface 8 is an anti-incident end surface 8a.
  • the surface light source element of FIG. 4 is an example of the surface light source element of the present invention in which a primary light source is disposed on two opposing side surfaces of a light guide plate, and is for displaying a large liquid crystal image display device.
  • 4A and 4B are an XZ cross-sectional view and a YZ cross-sectional view, respectively, passing through the center point of the surface light source element.
  • a light emitting unit 4 a is disposed in the light source reflector 11 on both sides of the emission surface 6 and the bottom surface 7.
  • the thick light guide plate 1 is used to ensure a sufficient amount of light that enters the light guide plate 1 from the light emitting unit 4a.
  • both side surfaces on which these light emitting units 4a are disposed are made incident end surfaces 8, and both side surfaces intersecting with the incident end surfaces 8 are made reflected end surfaces 8b.
  • a diffusion sheet 5 a is disposed above the emission surface 6.
  • a prism sheet 5b made by Sumitomo 3M which has a function of improving luminance is disposed.
  • the diffusion sheet By disposing the diffusion sheet on the light guide plate, the emitted light of the surface light source element can be made uniform and the screen quality can be improved. Then, the light in the front direction can be deflected by the prism sheet to increase the luminance in the front direction.
  • any of the surface light source elements of FIG. 1 and FIG. are arranged alternately. Since the ridges 2 and the ridges 3 are substantially the same as the surface 1a described with reference to FIG. 3, detailed description thereof is omitted. Thereby, a plurality of ridges and ridges having a trapezoidal cross section orthogonal to the incident end face 8 are arranged on the emission surface 6. On the other hand, on the bottom surface 7, recesses 9 having a V-shaped cross section are arranged in parallel to the incident end surface 8. By gradually adjusting the pitch of the V-shaped concave strip 9, the light quantity distribution of the light emitted from the emission surface can be adjusted.
  • the light of the light emitting unit 4 a enters the light guide plate 1 from the incident end face 8 of the light guide plate 1 and propagates in the vertical direction while repeating total reflection between the output surface 6 and the bottom surface 7. A part of this light is guided toward the exit surface 6 by the V-shaped recess 9 formed on the bottom surface 7 and the reflection sheet 5, and the section formed on the exit surface 6 has a trapezoidal prism (convex shape).
  • the light is condensed by the strip 2 and the concave strip 3) and is emitted within a desired viewing angle.
  • the viewing angle is expanded as compared with the case of forming a V-groove prism on the exit surface 6.
  • the image display device of the present invention is configured by disposing a transmissive display device in the front direction of the surface light source element, is bright because of high luminance and high luminance uniformity, and reduces image quality due to dark lines. High-quality images can be displayed without any problems.
  • the image display device of the present invention is a display module in which a surface light source element and a display element are combined, and further a device having at least an image display function using the display module, and includes a personal computer monitor, a television, and the like.
  • FIG. 8 shows a list of the following examples and comparative examples.
  • stamper 1 As the stamper on the exit surface side (hereinafter referred to as stamper 1), a mirror stamper made of stainless steel was used. On the other hand, a stamper on the bottom side (hereinafter referred to as stamper 2) in which prism patterns with a height of 0.007 mm and an apex angle of 130 degrees are arranged at a predetermined interval directly has a apex angle of 130 degrees and a height with a diamond tool in a die insert. A 0.007 mm V-shaped recess was produced by cutting, and electrocasted directly from this cutting insert to form a nickel electroformed layer, and this master was peeled off.
  • stamper 1 and stamper 2 were incorporated as transfer molds into the mold fixed side cavity and the mold movable side cavity of the injection molding machine, and a light guide plate having a fine structure for a 40-inch liquid crystal television was obtained by injection molding.
  • the outer dimensions of the obtained light guide plate were horizontal ⁇ vertical ⁇ height 900 ⁇ 511 ⁇ 4 mm.
  • the exit surface is a mirror surface, and a V-shaped concave strip is 0.007 mm in height on the bottom surface, and the average slope with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X-axis on the incident end surface side of the concave strip corresponding to the average base angle.
  • the degree R was 25 degrees, and the pitch of the V-shaped concave stripes was changed so as to gradually decrease from 0.430 mm on the incident end face side to 0.196 mm at the center.
  • the light emitting units are equally spaced (13.9 mm) on a straight line.
  • one diffusion sheet (manufactured by Tsujiden Co., Ltd .: model number D121UZ) is disposed on the light exit surface of the light guide, and a brightness enhancement film (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd .: model number BEFIII-90 / 50T-7) is provided.
  • the long side of the prism was arranged so as to be parallel to the X axis, and a diffusion sheet (manufactured by Eiwa Co., Ltd .: model number PBS072H) was further arranged thereon.
  • a reflection sheet 5 (manufactured by Toray Industries, Inc .: model number E6SL) was disposed on the bottom surface 7 and the reflection end surface 8b of the light guide, and these members were accommodated in a metal frame. And the metal frame of the back was combined with the support frame made from polystyrene from this.
  • the luminance performance was measured by applying a current of 24 V and 5 A from the stabilized power supply device.
  • a luminance meter TOPCON BM-7 manufactured by Topcon Co., Ltd.
  • 9 points at the position shown in FIG. 6 were measured with respect to the inner dimension 885 ⁇ 497 mm of the opening region of the support frame 12.
  • an average luminance of 9 points was used for the evaluation by luminance measurement.
  • the in-plane average luminance was 8519 cd / m 2 .
  • Example 2 A negative type photoresist (CA3000) manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. was applied to clean glass, heated on a hot plate at 110 ° C. for 2 minutes, and then cooled to room temperature.
  • the glass substrate and a photomask provided with slits at a predetermined interval were brought into close contact with each other and rotated at a constant speed from ⁇ 35 degrees to +35 degrees, during which UV light was irradiated at 1400 mJ. After peeling off the photomask, the substrate was developed.
  • a nickel electroconductive film was formed on the surface of the obtained master according to a conventional method, and nickel was electroformed as an electroforming metal on the nickel electroconductive film to form a nickel electroformed layer.
  • the master disk is peeled off from the nickel conductive film, and a trapezoidal pattern with an inclination angle of 55 degrees and a flat portion having a height of 0.01 mm and a width of about 0.01 mm at the top portion is formed on the emission surface side.
  • a stamper (hereinafter referred to as stamper 3) was produced.
  • a stamper on the bottom side (hereinafter referred to as stamper 4) in which prism patterns having a height of 0.007 mm and an apex angle of 130 degrees are arranged at a predetermined interval is directly inserted into a mold insert with a diamond bit and an apex angle of 130 degrees and a height of 0. 0.
  • a 007 mm V-shaped recess was produced by cutting, and electrocasted directly from this cutting insert to form a nickel electroformed layer, and this master was peeled off.
  • These stamper 3 and stamper 4 were incorporated as transfer molds in the mold fixed side cavity and the mold movable side cavity of an injection molding machine, and a light guide plate having a fine structure for a 40-inch liquid crystal television was obtained by injection molding.
  • the outer dimensions of the obtained light guide plate were horizontal ⁇ vertical ⁇ height 900 ⁇ 511 ⁇ 4 mm.
  • the obtained light guide plate has an emission surface in which convex ridges having a trapezoidal cross-sectional shape are spaced apart and a bottom surface in which concave ridges having a V-shaped cross-sectional shape are arranged at a predetermined pitch.
  • the trapezoidal convex shape of the emission surface has a height H of 0.01 mm, a zenith portion width W2 of 0.01 mm, a bottom surface width W1 of 0.024 mm, and the height of the V-shaped groove on the bottom surface.
  • the average slope R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X axis on the incident end face side of the groove corresponding to the average base angle is 25 degrees
  • the pitch is from 0.446 mm on the incident end face side to 0.179 mm in the central portion. It was changed so that it gradually decreased gradually.
  • the light guide plate was incorporated into the backlight device shown in FIG.
  • the in-plane average luminance was 9348 cd / m 2 .
  • a stamper on the bottom side (hereinafter referred to as a stamper 5) in which prism patterns having a height of 0.007 mm and an apex angle of 120 degrees are arranged at a predetermined interval is a vertical angle of 120 degrees and a height of 0.
  • a 007 mm V-shaped concave stripe was produced by cutting, and electrocasted directly from this cutting insert to form a nickel electroformed layer, and this master was peeled off.
  • the stamper 3 and the stamper 5 used in Example 2 are incorporated as transfer molds in the mold fixed side cavity and the mold movable side cavity of the injection molding machine, and have a fine structure for a 40-inch liquid crystal television by the injection molding method. A light guide plate was obtained.
  • the outer dimensions of the obtained light guide plate were horizontal ⁇ vertical ⁇ height 900 ⁇ 511 ⁇ 4 mm.
  • the exit surface is a mirror surface
  • a V-shaped concave strip is 0.007 mm in height on the bottom surface, and the average slope with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X-axis on the incident end surface side of the concave strip corresponding to the average base angle.
  • the degree R was 30 degrees, and the pitch of the V-shaped concave stripes was changed so as to gradually decrease from 0.446 mm on the incident end face side to 0.179 mm at the center.
  • the light guide plate was incorporated into the backlight device shown in FIG.
  • the in-plane average luminance was 8943 cd / m 2 .
  • Example 4 In the same manner as in Example 1, a V-shaped concave strip having a vertex angle of 140 degrees and a height of 0.007 mm was prepared by cutting with a diamond tool in a direct mold insert, and electrocasting was directly performed from the cut insert. An electroformed layer was formed. The master was peeled off, and a stamper 10 on the bottom side was formed by forming a prism pattern having a height of 0.007 mm and an apex angle of 140 degrees at predetermined intervals.
  • the stamper 3 and the stamper 10 having a trapezoidal convex stripe pattern on the exit surface side used in the second embodiment are incorporated into a mold fixed side cavity and a mold movable side cavity of an injection molding machine, and an injection molding method is used.
  • a light guide plate having a fine structure for a 40-inch liquid crystal television was obtained.
  • the outer dimensions of the light guide plate were horizontal ⁇ vertical ⁇ height 900 ⁇ 511 ⁇ 4 mm.
  • the obtained light guide plate has an emission surface in which convex ridges having a trapezoidal cross-sectional shape are spaced apart and a bottom surface in which concave ridges having a V-shaped cross-sectional shape are arranged at a predetermined pitch.
  • the trapezoidal convex shape of the emission surface has a height H of 0.01 mm, a zenith portion width W2 of 0.01 mm, a bottom surface width W1 of 0.024 mm, and the height of the V-shaped groove on the bottom surface. Is 0.007 mm, and the average slope R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X-axis on the incident end face side of the groove corresponding to the average base angle is 20 degrees.
  • the pitch produced this time was gradually decreased from the incident end face of 0.446 mm to the center of 0.179 mm.
  • the in-plane average luminance was 9175 cd / m 2 .
  • Example 5 Through the same manufacturing process as the stamper 1 manufactured in Example 1, a light emitting surface formed with a trapezoidal pattern having a height of 0.01 mm and a flat portion having a width of about 0.01 mm at the top portion and an inclination angle of 55 degrees.
  • a side stamper (hereinafter referred to as stamper 6) was produced.
  • a stamper on the bottom side (hereinafter referred to as a stamper 7) in which prism patterns having a height of 0.005 mm and an apex angle of 130 degrees are arranged at a predetermined interval is directly inserted into a mold insert with a diamond bit and an apex angle of 130 degrees and a height of 0.
  • a 005 mm V-shaped recess was produced by cutting, and electrocasted directly from this cutting insert to form a nickel electroformed layer, and this master was peeled off.
  • These stamper 6 and stamper 7 were incorporated as transfer molds in the mold fixed side cavity and the mold movable side cavity of the injection molding machine, and a light guide plate having a fine structure for a 46-inch liquid crystal television was obtained by injection molding.
  • the outer dimensions of the obtained light guide plate were width ⁇ length ⁇ height of 1040 ⁇ 598 ⁇ 4 mm.
  • the obtained light guide plate has an emission surface in which convex ridges having a trapezoidal cross-sectional shape are spaced apart and a bottom surface in which concave ridges having a V-shaped cross-sectional shape are arranged at a predetermined pitch.
  • the trapezoidal convex shape of the emission surface has a height H of 0.01 mm, a zenith portion width W2 of 0.01 mm, a bottom surface width W1 of 0.024 mm, and the height of the V-shaped groove on the bottom surface.
  • the average slope R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X axis on the incident end face side of the groove corresponding to the average base angle is 30 degrees
  • the pitch is from 1.037 mm on the incident end face side to 0.581 mm at the center. It was changed so that it gradually decreased gradually, and gradually increased gradually from the center to the non-incident end face side up to 0.620 mm.
  • the light emitting units are equally spaced (13.9 mm) on a straight line.
  • the light guide plate is arranged so that the V-shaped concave stripe on the bottom surface is parallel to the X axis, and is primary only on one end face parallel to the X axis. A light source was placed.
  • one diffusion sheet (manufactured by Tsujiden Co., Ltd .: model number D121UZ) is disposed on the light exit surface of the light guide, and a brightness enhancement film (manufactured by Sumitomo 3M Co., Ltd .: model number BEFIII-90 / 50T-7) is provided.
  • the long side of the prism was arranged so as to be parallel to the X axis, and a diffusion sheet (manufactured by Eiwa Co., Ltd .: model number PBS072H) was further arranged thereon.
  • a reflective sheet 5 (manufactured by Toray Industries, Inc .: model number E6SL) is disposed on the bottom surface 7 of the light guide, and a mirror reflection type reflective sheet (manufactured by Keiwa Corporation: model number Railer NR3) is provided on the anti-incident end face 8a. ) And these members were housed in a metal frame. And the metal frame of the back was combined with the support frame made from polystyrene from this.
  • the luminance performance was measured by applying a current of 24 V and 7 A from the stabilized power supply device.
  • a luminance meter TOPCON BM-7 manufactured by Topcon Corporation
  • the in-plane average luminance was 7967 cd / m 2 .
  • Example 6 In the same manner as in Example 1, a V-shaped concave strip having a vertex angle of 125 degrees and a height of 0.007 mm was prepared by cutting with a diamond tool in a direct mold insert, and electroforming was performed directly from the cut insert. An electroformed layer was formed. The master was peeled off, and a stamper 13 on the bottom side was formed by forming a prism pattern having a height of 0.007 mm and an apex angle of 125 degrees arranged at a predetermined interval.
  • the stamper 3 and the stamper 13 having a trapezoidal cross section on the exit surface side used in Example 2 are incorporated as transfer molds into the mold fixed side cavity and the mold movable side cavity of the injection molding machine, and the injection molding method is used.
  • a light guide plate having a fine structure for a 40-inch liquid crystal television was obtained.
  • the outer dimensions of the light guide plate were horizontal ⁇ vertical ⁇ height 900 ⁇ 511 ⁇ 4 mm.
  • the obtained light guide plate has an emission surface in which convex ridges having a trapezoidal cross-sectional shape are spaced apart and a bottom surface in which concave ridges having a V-shaped cross-sectional shape are arranged at a predetermined pitch.
  • the trapezoidal convex shape of the emission surface has a height H of 0.01 mm, a zenith portion width W2 of 0.01 mm, a bottom surface width W1 of 0.024 mm, and the height of the V-shaped groove on the bottom surface. Is 0.007 mm, and the average inclination R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X-axis on the incident end face side of the groove corresponding to the average base angle is 27.5 degrees.
  • the pitch produced this time was gradually decreased from the incident end face of 0.446 mm to the center of 0.179 mm.
  • the in-plane average luminance was 9150 cd / m 2 .
  • Example 7 In the same manner as in Example 5, a V-shaped concave strip having an apex angle of 125 degrees and a height of 0.005 mm was prepared by cutting with a diamond tool in a direct mold insert, and electrocasting was performed directly from the cut insert. An electroformed layer was formed. The master was peeled off, and a stamper 14 on the bottom side was formed by forming a prism pattern with a height of 0.005 mm and an apex angle of 125 degrees arranged at a predetermined interval.
  • the stamper 6 and the stamper 14 having a trapezoidal cross section on the exit surface side used in the fifth embodiment are incorporated as transfer molds in the mold fixed side cavity and the mold movable side cavity of the injection molding machine, and the injection molding method is used.
  • a light guide plate having a fine structure for a 46-inch liquid crystal television was obtained.
  • the outer dimensions of the light guide plate were width ⁇ length ⁇ height of 1040 ⁇ 598 ⁇ 4 mm.
  • the obtained light guide plate has an emission surface in which convex ridges having a trapezoidal cross-sectional shape are spaced apart and a bottom surface in which concave ridges having a V-shaped cross-sectional shape are arranged at a predetermined pitch.
  • the trapezoidal convex shape of the emission surface has a height H of 0.01 mm, a zenith portion width W2 of 0.01 mm, a bottom surface width W1 of 0.024 mm, and the height of the V-shaped groove on the bottom surface. Is 0.005 mm, and the average inclination R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X-axis on the incident end face side of the groove corresponding to the average base angle is 27.5 degrees.
  • the pitch produced this time was changed so as to gradually decrease from 1.037 mm on the incident end face side to 0.581 mm on the central part, and gradually increased to 0.620 mm from the central part to the counter incident end face side.
  • the in-plane average luminance was 8135 cd / m 2 .
  • Example 8 In the same manner as in Example 5, a V-shaped concave strip having a vertex angle of 140 degrees and a height of 0.005 mm was prepared by cutting with a diamond tool in a direct die insert, and direct electroforming was performed from this insert insert. An electroformed layer was formed. The master was peeled off, and a stamper 15 on the bottom side was formed by forming a prism pattern with a height of 0.005 mm and an apex angle of 140 degrees arranged at a predetermined interval.
  • the stamper 6 and the stamper 15 having a trapezoidal cross section on the exit surface side used in the fifth embodiment are incorporated as transfer molds into a mold fixed side cavity and a mold movable side cavity of an injection molding machine, and an injection molding method is used.
  • a light guide plate having a fine structure for a 46-inch liquid crystal television was obtained.
  • the outer dimensions of the light guide plate were width ⁇ length ⁇ height of 1040 ⁇ 598 ⁇ 4 mm.
  • the obtained light guide plate has an emission surface in which convex ridges having a trapezoidal cross-sectional shape are spaced apart and a bottom surface in which concave ridges having a V-shaped cross-sectional shape are arranged at a predetermined pitch.
  • the trapezoidal convex shape of the emission surface has a height H of 0.01 mm, a zenith portion width W2 of 0.01 mm, a bottom surface width W1 of 0.024 mm, and the height of the V-shaped groove on the bottom surface. Is 0.005 mm, and the average inclination R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X-axis on the incident end face side of the groove corresponding to the average base angle is 20 degrees.
  • the pitch produced this time was changed so as to gradually decrease from 1.037 mm on the incident end face side to 0.581 mm on the central part, and gradually increased to 0.620 mm from the central part to the counter incident end face side.
  • the in-plane average luminance was 8154 cd / m 2 .
  • This comparative example is a case where the average slope R of the V-shaped recess provided on the bottom surface of the light guide plate used in Example 1 is 40 degrees.
  • a V-shaped concave strip having a vertex angle of 100 degrees and a height of 0.007 mm was prepared by cutting with a diamond tool in a direct die insert, and direct electroforming was performed from this cut insert. An electroformed layer was formed.
  • the master was peeled off, and a stamper 8 on the bottom surface side was formed by forming a prism pattern having a height of 0.007 mm and an apex angle of 100 degrees at predetermined intervals.
  • the outer dimensions of the light guide plate were horizontal ⁇ vertical ⁇ height 900 ⁇ 511 ⁇ 4 mm.
  • the light guide plate is adjusted so that the exit surface is a mirror surface and the bottom surface is provided with a V-shaped concave stripe from the incident end surface of the light guide.
  • the height of the V-shaped groove on the bottom surface is 0.007 mm, and the average slope R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X axis on the incident end face side of the groove corresponding to the average bottom angle is 40 degrees.
  • the pitch produced this time was gradually reduced gradually from the incident end face of 0.470 mm to the central part of 0.199 mm.
  • the light guide plate was incorporated into the backlight device shown in FIG. 5 in the same manner as in Example 1, and the luminance was measured. As a result, the in-plane average luminance was 7875 cd / m 2 . Compared with the light guide plate of Example 1, the in-plane average luminance was reduced by 7.6%.
  • the average inclination of the V-shaped concave provided on the bottom surface of the light guide plate used in Example 2 is set to 40 degrees.
  • a V-shaped concave strip having a vertex angle of 100 degrees and a height of 0.020 mm was prepared by cutting with a diamond tool in a direct mold insert, and electroforming was performed directly from the cut insert. An electroformed layer was formed.
  • the master was peeled off, and a stamper 9 on the bottom side was formed by arranging prism patterns with a height of 0.020 mm and an apex angle of 100 degrees at predetermined intervals.
  • the stamper 3 and stamper 9 having a trapezoidal cross section on the exit surface side used in Example 2 are incorporated as transfer molds into the mold fixed side cavity and mold movable side cavity of the injection molding machine, and the injection molding method is used.
  • a light guide plate having a fine structure for a 40-inch liquid crystal television was obtained.
  • the outer dimensions of the light guide plate were horizontal ⁇ vertical ⁇ height 900 ⁇ 511 ⁇ 4 mm.
  • the exit surface in which the protrusions having a trapezoidal cross section are arranged apart from each other and the concave stripe having a V shape in cross section are provided from the incident end surface of the light guide. It has been adjusted to.
  • the trapezoidal convex shape of the emission surface has a height H of 0.01 mm, a zenith portion width W2 of 0.01 mm, a bottom surface width W1 of 0.024 mm, and the height of the V-shaped groove on the bottom surface. Is 0.020 mm, and the average slope R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X-axis on the incident end face side of the groove corresponding to the average base angle is 40 degrees.
  • the pitch produced this time was gradually reduced gradually from the incident end face of 0.994 mm to the center of 0.358 mm.
  • the in-plane average luminance was 8457 cd / m 2 , compared with the light guide plate of Example 2, The in-plane average brightness decreased by 9.5%.
  • This comparative example is a case where the average inclination of the V-shaped recess provided on the bottom surface of the light guide plate used in Example 2 is 15 degrees.
  • a V-shaped concave strip having a vertex angle of 150 degrees and a height of 0.007 mm was prepared by cutting with a diamond tool in a direct die insert, and direct electroforming was performed from this cut insert. An electroformed layer was formed.
  • the master was peeled off, and a stamper 11 on the bottom side was formed by forming a prism pattern with a height of 0.007 mm and an apex angle of 150 degrees arranged at a predetermined interval.
  • the stamper 3 and stamper 11 having a trapezoidal cross section on the exit surface side used in Example 2 are incorporated as transfer molds into the mold fixed side cavity and the mold movable side cavity of the injection molding machine, and the injection molding method is used.
  • a light guide plate having a fine structure for a 40-inch liquid crystal television was obtained.
  • the outer dimensions of the light guide plate were horizontal ⁇ vertical ⁇ height 900 ⁇ 511 ⁇ 4 mm.
  • the obtained light guide plate has an emission surface in which convex ridges having a trapezoidal cross-sectional shape are spaced apart and a bottom surface in which concave ridges having a V-shaped cross-sectional shape are arranged at a predetermined pitch.
  • the trapezoidal convex shape of the emission surface has a height H of 0.01 mm, a zenith portion width W2 of 0.01 mm, a bottom surface width W1 of 0.024 mm, and the height of the V-shaped groove on the bottom surface. Is 0.007 mm, and the average inclination R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X-axis on the incident end face side of the groove corresponding to the average base angle is 15 degrees.
  • the pitch produced this time was gradually decreased from the incident end face of 0.446 mm to the center of 0.179 mm.
  • Example 2 When the light guide plate was incorporated into the backlight device shown in FIG. 5 in the same manner as in Example 1 and measured for luminance, the in-plane average luminance was 8686 cd / m 2 , which was 7% lower than that in Example 2. did.
  • This comparative example is a case where the average inclination of the V-shaped recess provided on the bottom surface of the light guide plate used in Example 5 is 40 degrees.
  • a V-shaped concave strip having a vertex angle of 100 degrees and a height of 0.005 mm was prepared by cutting with a diamond tool in a direct die insert, and direct electroforming was performed from the cut insert. An electroformed layer was formed.
  • the master was peeled off, and a stamper 12 on the bottom surface side was formed by forming a prism pattern having a height of 0.005 mm and an apex angle of 100 degrees at predetermined intervals.
  • stamper 6 and stamper 12 were incorporated as transfer molds into the mold fixed side cavity and the mold movable side cavity of an injection molding machine, and a light guide plate having a fine structure for a 46-inch liquid crystal television was obtained by injection molding.
  • the outer dimensions of the obtained light guide plate were width ⁇ length ⁇ height of 1040 ⁇ 598 ⁇ 4 mm.
  • the obtained light guide plate has an emission surface in which convex ridges having a trapezoidal cross-sectional shape are spaced apart and a bottom surface in which concave ridges having a V-shaped cross-sectional shape are arranged at a predetermined pitch.
  • the trapezoidal convex shape of the emission surface has a height H of 0.01 mm, a zenith portion width W2 of 0.01 mm, a bottom surface width W1 of 0.024 mm, and the height of the V-shaped groove on the bottom surface.
  • the average inclination R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X axis on the incident end face side of the groove corresponding to the average base angle is 40 degrees
  • the pitch is from 0.897 mm on the incident end face side to 0.519 mm at the center. It was changed so as to gradually decrease, and gradually increased gradually from the center part to the non-incident end face side to 0.597 mm.
  • the light guide plate was incorporated into the backlight device shown in FIG. 7 in the same manner as in Example 5, and the luminance was measured. As a result, the in-plane average luminance was 7484 cd / m 2 . Compared with the light guide plate of Example 5, the in-plane average luminance was 6% lower.
  • a light guide plate is produced by applying printing dots to the bottom surface of a PMMA flat plate (plate thickness: 4 mm) and incorporated in the backlight of Example 1.
  • White print dots with coarse and dense dots were provided on the bottom surface of the light guide plate so as to become denser as they moved away from the light incident end surface (the dot density was large at the center of the light guide plate), and the luminance distribution was made a predetermined distribution.
  • the light guide plate was incorporated into the backlight device shown in FIG. 5 in the same manner as in Example 1, and the luminance was measured. As a result, the in-plane average luminance was 8054 cd / m 2 . Compared with the light guide plate of Example 2, the in-plane average brightness was reduced by 13.8%. Further, when compared with the light guide of Example 3, the in-plane average luminance was reduced by 10%.
  • this comparative example is a case where a light guide plate is produced by applying printing dots to the bottom surface of PMMA (plate thickness 4 mm) and incorporated in the backlight of Example 5.
  • the printed light guide plate was provided with white printed dots with a density that became denser as it moved away from the light incident end face, and the luminance distribution was set to a predetermined distribution.
  • the in-plane average luminance was 7568 cd / m 2 .
  • the in-plane average brightness was reduced by 5%.
  • This comparative example is a case where the average inclination of the V-shaped recess provided on the bottom surface of the light guide plate used in Example 5 is 15 degrees.
  • a V-shaped concave strip having a vertex angle of 150 degrees and a height of 0.005 mm was prepared by cutting with a diamond tool in a direct mold insert, and direct electroforming was performed from this cut insert. An electroformed layer was formed.
  • the master was peeled off, and a stamper 16 on the bottom side was formed by forming a prism pattern having a height of 0.005 mm and an apex angle of 150 degrees at predetermined intervals.
  • stamper 6 and stamper 16 were incorporated as transfer molds into the mold fixed side cavity and the mold movable side cavity of the injection molding machine, and a light guide plate having a fine structure for a 46-inch liquid crystal television was obtained by injection molding.
  • the outer dimensions of the obtained light guide plate were width ⁇ length ⁇ height of 1040 ⁇ 598 ⁇ 4 mm.
  • the obtained light guide plate has an emission surface in which convex ridges having a trapezoidal cross-sectional shape are spaced apart and a bottom surface in which concave ridges having a V-shaped cross-sectional shape are arranged at a predetermined pitch.
  • the trapezoidal convex shape of the emission surface has a height H of 0.01 mm, a zenith portion width W2 of 0.01 mm, a bottom surface width W1 of 0.024 mm, and the height of the V-shaped groove on the bottom surface.
  • the average slope R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X axis on the incident end face side of the groove corresponding to the average base angle is 15 degrees
  • the pitch is from 1.037 mm on the incident end face side to 0.581 mm at the center. It was changed so as to gradually decrease, and gradually increased gradually from the center to 0.620 mm from the anti-incident end face side.
  • the light guide plate was incorporated into the backlight device shown in FIG. 7 in the same manner as in Example 5, and the luminance was measured. As a result, the in-plane average luminance was 7572 cd / m 2 . Compared to the light guide plate of Example 5, the in-plane average brightness was reduced by 5%.
  • This comparative example is a case where the optical sheet provided on the output surface of the light guide plate used in Example 2 is two diffusion sheets.
  • Example 1 the prism sheet 5b is removed from the backlight device shown in FIG. 5, and one diffusion sheet (manufactured by Tsujiden Co., Ltd .: model number D121UZ) is placed on the light exit surface of the light guide plate used in Example 2. Further, when a diffusion sheet (manufactured by Ewa Co., Ltd .: Model No. PBS072H) was placed thereon and the luminance was measured, the in-plane average luminance was 7852 cd / m 2 , which was 16% compared with Example 2. Declined.

Landscapes

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Abstract

本発明は、少なくとも一つの端面に一次光源を備えた導光板と反射手段とプリズムシートとを備える面光源素子において、正面方向の輝度を高めることを目的としている。底面（７）側に凹条（９）を備える導光板（１）を用いた面光源素子において、該導光板（１）の上の光学シートのプリズムシートを透過後、正面方向へ出射させるために、該凹条（９）の斜面の該導光板の底面に対する平均斜度Ｒが下記式で示される角度の範囲内としたものであることを特徴とする。 　Ｒ≦｛π/２－sin－１（０．４２２／ｎＬＧＰ）｝／２ 　Ｒ≧sin－１（１／ｎＬＧＰ）－sin－１（０.６４３／ｎＬＧＰ） Ｒ　：導光板（１）の底面に対する平均斜度(ラジアン) nＬＧＰ：前記導光板（１）の基材の屈折率

Description

面光源素子およびこれを備えた画像表示装置
　本発明は、複数の一次光源を有するエッジライト方式の面光源素子と、これを用いた画像表示装置に関するものであり、特に、高い画面品位が要求される液晶ディスプレイ装置、照明看板装置等に用いられるエッジライト方式の面光源素子と、これを用いた画像表示装置に関するものである。
　画像表示装置に用いられる面光源素子では、直下方式とエッジライト方式の二つの方式がある。
　直下方式の面光源素子は、発光面を形成する板状部材の背面に複数の一次光源を配置するものである。この方式は、発光面の背面に光源を配置するため、大型化がしやすいという特徴を備え、液晶表示装置を備えたテレビ受信機の表示部として広く使用されている。一般的に発光面を形成する板状部材は、拡散板、プリズムシート、拡散シートなどと呼ばれる複数の光学シートにより構成されている。
　一方、エッジライト方式の面光源素子は、一次光源が導光板の側面にあるため、直下方式の面光源素子に比べて薄型化を図るのに有効であるという特徴を備え、携帯用ノートパソコンやモニター等の表示部として広く使用されている。一次光源から出射した光は、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などの透明高分子からなる透明板状の導光板内部を屈曲しつつ伝播して、該導光板に２つある主面のうちの一方である出射面から、液晶パネルに向けて出射される。また、導光板から出射された光をさらに集光させて高輝度化を図るため、拡散シート、プリズムシート、および反射型偏光フィルムと呼ばれる光学シートが使用されている。
　該導光板には光利用効率を高めるために、例えば透明板状の導光板に２つある主面のうちの一方である反射面には白色ドットの印刷が施され、面光源装置発光面における観察方向の輝度分布が均一になるように、ドットの大きさ、密度が調整されている。同様にドットサイズが０．１～０．５ｍｍ、高さが０．０１～０．０５ｍｍ程度の円盤状で、かつその天面が粗面化されているパターンが導光板の反射面に直接賦型されたものが使用されている。
　また、前記印刷方式の導光板に対して、さらに光利用効率を高めたパターンを付与した導光板（特許文献１－３）も提案されている。
　例えば、特許文献３には出射面および底面の少なくとも一面に断面が台形状の凹または凸状を有している導光板が記載されている。これにより入射端面より入射した光を底面に取り入れてその反射光を出射面に方向に効率よく反射させている。また、該導光体を用い出射面に形成された台形状の凸条を介して出射面より出射することで、入射端面で垂直な方向で入射された光が正面方向に近い角度で出射できるため、プリズムシートを省略することができる。
特開平１０－２８２３４２号公報 特開２００３－１１４４３２号公報 国際公開公報ＷＯ２００６／０１３９６９Ａ１
　近年、テレビ向け画像表示装置は大型化、軽量化、薄型化、低消費電力化が市場から強く要求されているが、それらの要求を満たした上で必要とされる輝度には到達できていない。そのため、市販の輝度向上フィルムであるプリズムシートを特許文献３に記載されたような導光板に組み合わせることが考えられるが、それでも充分な性能は得られていない。
　本発明の目的は、面光源素子に一般に使用されているプリズムシートと本発明品の導光板を組み合わせて使用することにより、一次光源から発せられる光量を有効な範囲、有効な観察方向に集中して出射させることにより、面光源素子を大型化または薄型化しても、観察方向を明るく照明することが可能な面光源素子を提供すること、および当該面光源素子を備えた画像表示装置を提供することである。
　本願第１の発明は、導光板の側面に一次光源を少なくとも１個配置させたエッジライト方式の面光源素子であって、
　当該導光板は出射面、該出射面に対向する底面、及び少なくとも一側面に設けられた一次光源から出射された光を入射させる入射端面を有し、
前記導光板の底面側には光を反射する反射手段を備え、
前記導光板の出射面側には光学シートを備え、
当該光学シートには、少なくとも1枚のプリズムシートを備えており、
前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートの出射面の凸条は、Ｘ軸に平行に配置しており、
Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ－Ｙ平面の法線をＺ軸として、
前記線状光源はＸ軸に平行に配置しており、
前記反射手段、前記導光板、光学シートは前記Ｘ－Ｙ平面に平行に配置しており、
Ｚ軸方向に前記反射手段、前記導光板、光学シートの順に構成されており、
　前記導光板の入射端面は前記Ｘ－Ｚ平面に平行であり、前記底面にはＸ軸に平行な複数の凹条からなるパターンが形成されており、該複数の凹条の入射端面側にＸ軸に平行な斜面を有し、
該斜面の前記導光板の底面に対する斜度Ｒが、下記の式を満たすことを特徴とする面光源素子である。
　Ｒ≦[π/２－sin－１〔{sin(θＭＩＮ)}／ｎＬＧＰ〕]／２　　　　　　　（１）
　　≦｛π/２－sin－１（０．４２２／ｎＬＧＰ）｝／２　　　　　　（２）
　Ｒ≧θc－sin－１｛(sinθＭＡＸ)／ｎＬＧＰ｝　　　　　　　　　　　（３）
　　≧sin－１（１／ｎＬＧＰ）－sin－１（０.６４３／ｎＬＧＰ）　　　　（４）

Ｒ　：前記導光板の底面に対する平均斜度(ラジアン)
θＭＩＮ ：前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートを透過後、正面近傍方向に出射させるために必要な入射角度の最小値であり、通常０．４３６ラジアンである。（２５度）
θＭＡＸ ：前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートを透過後、正面方向に出射する光を増加させるために必要な入射角度の最大値であり、通常０．６９８ラジアンである。（４０度）
nＬＧＰ：前記導光板の基材の屈折率
θｃ：前記導光板の基材の全反射臨界角である｛sin－１（１／ｎＬＧＰ）｝。
　また、本願第２の発明は、
上記の面光源素子であって、
　前記一次光源が前記導光板の対向する２つの入射端面にそれぞれ配置されており、前記複数の凹条が前記２つの入射端面に対して、それぞれＸ軸に平行な前記斜面を有することを特徴とする面光源素子である。
　また、本願第３の発明は、
上記の面光源素子であって、
　前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、Ｖ字状であることを特徴とする面光源素子である。
　また、本願第４の発明は、
上記の面光源素子であって、
　前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、台形状であることを特徴とする面光源素子である。
　また、本願第５の発明は、
上記の面光源素子であって、
前記導光板の出射面にＹ軸に平行な複数の凸条からなるパターンが形成されていることを特徴とする面光源素子である。
　また、本願第６の発明は、
上記第５の面光源素子であって、
前記導光板の出射面に形成された凸条の断面が、台形状であることを特徴とする面光源素子である。
　また、本願第７の発明は、前記面光源素子の光学シートの構成が、導光板の出射面の上から、拡散シート、プリズムシート、拡散シートであることを特徴であることを特徴とする面光源素子である。
　また、本願第８の発明は、　前記面光源素子の光学シートの構成が、導光板の出射面の上から、拡散シート、プリズムシート、反射型偏光フィルムであることを特徴とする面光源素子である。
　また、本願第９の発明は、前記面光源素子の出射面側に透過型表示素子を備えることを特徴とする画像表示装置である。
　本願第１の発明は、導光板の出射面の上に配設されている光学シートを透過後、必要とされる正面方向へ光を偏向する機能を有している。特にプリズムシートを用いて面光源素子の正面方向輝度を向上させるためには、プリズムシートへの入射光の入射角を限定する必要があること、すなわち本発明の構成においては、導光板の底面に設けられている凹条の斜面の平均斜度を限定された範囲内に設計することで、最大限本発明の効果が発揮される。
　また、本願第２の発明のように、前記一次光源が前記導光板の対向する２つの入射端面にそれぞれ配置されている場合、１つの入射端面に２本の一次光源がある場合に比べて一次光源から導光板への入射効率が向上し、かつ２つの入射端面から入射できるため同じ輝度性能を有する時は導光板の厚みを減らすことができ、面光源素子の薄型化に繋がる。また、両端に入射端面があるため、片側の入射端面から入射端面と対向する入射端面との中心線までの出射領域について面輝度分布を調整すればよいため、１つの入射端面を有する導光板に比べて面輝度分布の均一化が容易である。
　また、本願第３の発明のように、前記導光板の底面に設置された凹条の断面がＶ字状であると、当該導光板内を導光している光の内、Ｖ字状の凹条の入射端面側斜面に直接入射したものは全反射するため、エネルギーを損失することなく、導光板の出射面から出射し、導光板の出射面側に設けられた光学シートを透過後、正面方向に非常に近い角度で出射させることができ、正面方向の輝度を向上できる。
　また、本願第４の発明のように、前記導光板の底面に設置された凹条の断面が台形状であると、Ｖ字状と同じく正面方向の輝度が向上でき、かつ射出成形による製造法で当該導光板を作製する時に、金型との離形性に優れるため、生産効率を高めることができる。
　また、本願第５の発明のように、前記導光板の出射面に凸条が配設されている場合、導光板の少なくとも１つの入射端面がＸ軸に平行に設置され、当該導光板の出射面に凸条がＹ軸に平行に配置され、Ｘ軸方向を水平方向に、Ｙ軸方向を上下方向とすると、導光板の底面からの反射光が出射面に配置されている凸条により水平方向に偏向させることができるため、視野角特性を改善することができる。
　さらに、当該導光板の出射面に凸条がＹ軸に平行に配置された場合、導光板内部の伝播光の内、凸条の斜面において全反射された光が、凹条の入射端面側の斜面に直接入射して全反射するため、エネルギーを損失することなく、導光板の出射面から出射し、光学シートを透過後正面方向の成分として加わるため正面方向の輝度を向上させることができる。
　特に本願第６の発明のように、出射面の凸条にＸ軸とＺ軸からなる平面と平行な断面の形状が台形状である凸条をその長手方向がＹ軸に平行に配設した場合、当該導光板の出射面およびそれに対向する底面において、Ｘ軸とＹ軸からなる平面と平行な面で全反射しながら伝播している光の一部は、当該導光板の底面に配設した凹条で全反射して、台形状の凸条を構成する面から、導光板の出射面側に設けられた光学シートを透過後に正面方向に近い光を出射させることができる。さらに当該導光板の出射面およびそれに対向する底面において、Ｘ軸とＹ軸からなる平面と平行な面で全反射しながら伝播している前記伝播光の内、別の一部の光は、台形状の斜面で全反射して偏向されることにより、前記の伝播光と同じ角度で底面に配設した凹条で全反射できるようになるため、さらに、導光板の出射面側に設けられた光学シートを透過後、正面方向に高い輝度を得ることができる。
　また、本願第７の発明のように、
面光源素子の光学シートの構成が、導光板の出射面の上から、拡散シート、プリズムシート、拡散シートである場合、当該導光板から出射された光は、まず、導光板の上方の拡散シートによって、出射光の角度依存性が緩やかになるためギラツキ感が緩和させて画面品位が向上すると共に、その上方に配設されたプリズムシートの底面から入射して出射面のプリズムにより正面方向に偏向される入射光成分を増加することができるため正面方向の輝度を向上することができる。さらに上方の拡散シートは拡散性能が弱く設定されたものを用いることにより、プリズムシートのプリズム頂角の磨耗や破損を防ぐことができるため画面品位を向上することができる。
　また、本願第８の発明のように、
面光源素子の光学シートの構成が、導光板の出射面の上から、拡散シート、プリズムシート、反射型偏光フィルムである場合、導光板から出射された光は、プリズムシートから出射するまでは請求項７と同様の効果を有し、プリズムシートの上方に配設された反射型偏光フィルムは、下方から当該偏光フィルムに入射する光を偏光分離して、液晶表示素子の偏光フィルムを透過しない偏光光を反射させて、下方へ戻すことにより、その偏光光を再利用できるようにする機能を有するため、当該面光源素子の上方に液晶表示素子を配設した場合、より正面方向の輝度を向上することができる。
　このように本発明の面光源素子が備える導光板は一次光源からの入射光を、出射面と対向する底面に凹条を所定の位置に配設させることにより、出射面を正面から見たときの輝度を向上することができる。さらに出射面に凸条が配設されている場合は、当該導光板からの出射光を増加出きる他、出射方向を制御できるため、高輝度かつ視野角特性に優れた画像表示装置を提供できる。
本発明の面光源素子の一例を示す斜視図である。 （ａ）本発明における導光板の出射面から出射する光の上下方向の角度光度分布を示す図、（ｂ）本発明における導光板の出射面の上の拡散シートから出射する光の上下方向の角度光度分布を示す図および（ｃ）本発明における導光板の出射面の上のプリズムシートから出射する光の上下方向の角度光度分布を示す図である。 本発明の面光源素子が備える導光板の出射面に凸条として形成された台形状を説明する模式図である。 本発明の面光源素子の一例を示す模式図であって、それぞれ、（ａ）、（ｂ）は面光源素子の中心点を通過するそれぞれＸ－Ｚ断面図と、Ｙ－Ｚ断面図である。 本発明の実施例および比較例における面光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の実施例および比較例における輝度均一性を評価の測定点を示す図である。 本発明の実施例および比較例における面光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の実施例および比較例における実験結果を示す表である。 本発明の面光源素子が備える導光板の出射光の代表的な光跡を示す図である。 本発明において、導光板中で底面に設けられた凹条の斜面に光が入射する様子を示した図である。 （ａ）本発明の導光板の底面に設けられた凹条の斜面と底面とのなす角が２５度の場合における導光板、拡散シートおよびプリズムシートの代表的な光跡を示した図である。（ｂ）本発明の導光板の底面に設けられた凹条の斜面と底面とのなす角が４０度の場合における導光板、拡散シートおよびプリズムシートの代表的な光跡を示した図である。
１：導光板
２：凸条
３：凹条
４：一次光源
４ａ：発光ユニット
５：反射シート
５a：拡散シート
５ｂ：プリズムシート
５ｃ：鏡面反射シート
６：出射面
７：底面
８：入射端面（側面）
８ａ：反入射端面（側面）
８ｂ：反射端面（側面）
９：Ｖ字状凹条
１０：面光源素子
１１：光源リフレクター
１２：支持枠
１３：金属フレーム
　以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下の図面では、説明の都合上、各部の縦横の縮尺が任意に変更された模式図により説明されている。
　まず、本発明の面光源素子は、透明樹脂などから形成される平板状の透明構造体である導光板、この導光板の一側面に配置された一次光源と導光板の下面に配設された反射シートとから大略構成されている。
　導光板は、光線透過率の高い透明樹脂から構成することができる。使用できる透明樹脂としては、例えば、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂などを広く採用することができる。
　導光板の一面は、出射面とされ、この出射面に対向して底面が配置されている。また、この導光板の少なくとも一側面には一次光源が配設され、この側面は入射端面とされている。
　本発明において、この入射端面は、少なくとも一カ所あればよいが、複数箇所であってもよく、入射端面が一カ所である場合には、入射端面以外の側面には反射端面が形成されているのが好ましい。
　入射端面が二カ所の場合の典型例は、互いに相対向する面に一次光源がある例であり、反射端面は両側面に形成される。二カ所の入射端面は、底面に形成された凹条に平行となる条件を満たすことが必要であり、出射面に凸条が形成されている場合はいずれも当該凸条に直交することが必要である。
　この入射端面に向けて一次光源が配設される。このような一次光源としてはどのようなものを用いてもよいが、冷陰極管や蛍光管のような線状光源であっても良いし、またＬＥＤ光源などの点状光源が多数配列されて線状となったものであってもよい。
　本発明において導光板の底面と接触する側には光を反射する反射手段を備えており、当該反射手段は、導光板の底面から出射した光を、再度導光板に入射させる機能を持つ。反射率は９５％以上のものが光の利用効率が高く望ましい。反射板の材質は、アルミ、銀、ステンレスなどの金属箔や、白色塗装、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などが挙げられる。光の利用効率を高める為には材質の反射率が高いものが望ましい。これには銀、発泡ＰＥＴなどが挙げられる。また、輝度均一性を高める為には材質は拡散反射をするものが望ましい。これには発泡ＰＥＴなどが挙げられる。
　本発明の面光源素子が備えるプリズムシートの代表例としては、住友スリーエム株式会社製の商品名ＢＥＦIIがあり、ＰＥＴフィルムの上に２Ｐ樹脂にて頂角９０度、高さ０．０２５ｍｍの凸条のプリズムが隙間無く配置されている。また、同じく住友スリーエム株
式会社製の商品名ＢＥＦIIIはＰＥＴフィルムの上に２Ｐ樹脂にて頂角がおよそ９０度、高さがおよそ０．０２５ｍｍの凸条を高さ方向に微小変動させることにより、当該シートに入射した光を散らす効果があるため、画面品位が向上する。
　本発明の面光源素子が備える導光板において、導光板の底面には、所定のピッチで形成された凹条が形成されている。これらの凹条は、断面の凹部が一方向に延びて形成される。これらの凹条の断面形状は、三角形、楔状、その他の多角形、波状、又は半楕円状などの所望の形状であってもよいが、凹条の一次光源側斜面の底面に対する平均斜度は略等しいのが好ましい。
　そして、前記凹部斜面の前記導光板の底面に対する斜度Ｒが、下記の式（１）および式（３）を満たすことによって、導光板の出射面の上に配設されている光学シートを透過後、必要とされる正面方向へ光を偏向することができる。
Ｒ≦[π/２－sin－１〔{sin(θＭＩＮ)}／nＬＧＰ〕]／２　　　　　　（１）
Ｒ≧θc－sin－１｛(sinθＭＡＸ)／ｎＬＧＰ｝　　　　　　　　　　　（３）
ここで、
Ｒ　：前記導光板の底面に対する平均斜度(ラジアン)
θＭＩＮ ：前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートを透過後、正面近傍方向に出射させるために必要な入射角度の最小値であり、通常０．４３６ラジアンである。（２５度）
θＭＡＸ ：前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートを透過後、正面方向に出射する光を増加させるために必要な入射角度の最大値であり、通常０．６９８ラジアンである。（４０度）
nＬＧＰ：前記導光板の基材の屈折率
θｃ：前記導光板の基材の全反射臨界角である｛sin－１（１／ｎＬＧＰ）｝。
である。
　前記導光板の上のプリズムシートが住友スリーエム株式会社製の商品名ＢＥＦIIのように頂角が９０度である場合、正面方向に出射させるために最適な入射角度は、当該シートの出射面側の凸条がＸ軸に平行に配設されているとき、Ｘ軸方向を水平方向、Ｘ軸に直交するＹ軸方向を上下方向とすると、おおむね上下方向に度数表示に換算して３０度近傍である。同様にプリズムシートの出射面側に設けられた凸条のプリズムの頂角が１００度である場合は、おおむね上下方向に度数表示に換算して２５度近傍である。したがって、上記式（１）におけるθＭＩＮは２５度（０．４３６ラジアン）である。そうすると、上記の式（１）は、
　Ｒ≦[π/２－sin－１〔{sin(０．４３６)}／ｎＬＧＰ〕]／２
　　≦｛π/２－sin－１（０．４２２／ｎＬＧＰ）｝／２　　　　　　　　（２）
となる。
　導光板の基材として透明性の高いアクリル樹脂を使用した場合を１例として、前記導光板の底面に設けられた凹条の平均斜度の望ましい範囲について説明する。当該導光板の上のプリズムシートにＢＥＦIIを用いた場合、θＭＩＮは度数表示で３０度、ｎＬＧＰは１．４９であるため、式（２）の右辺は３５．２度となる。導光板の底面に対する平均斜度を３５．２度より大きくすると導光板の出射面から正面方向に近い角度の光が多くなり、導光板の出射面の上方にプリズムシートが配設されている場合、導光板の出射面から正面方向に近い角度で出射された光は導光板側に戻されてしまい、面光源素子の出射光を増加させることが困難となる。
　一方、プリズムシートへの入射角が度数表示で４０度より大きくなると、プリズムシートを透過後、正面方向への出射光を増加させることが困難となる。このため、前記導光板の底面に配設されている凹条の斜面にて全反射された光が、前記導光板の出射面から４０度以内により多くの光を出射させるために、前記導光板の底面に対する平均斜度Ｒは、上記式（３）におけるθＭＡＸとして４０度（０．６９８ラジアン）を代入することで求められる。そうすると上記式（３）は、
　Ｒ≧θc－sin－１｛(０．６９８)／ｎＬＧＰ｝
　　≧sin－１（１／ｎＬＧＰ）－sin－１（０.６４３／ｎＬＧＰ）　　　　　（４）
となる。上記と同様に基材がアクリル樹脂の場合は、屈折率ｎＬＧＰが１．４９であるため、式（４）の右辺は１６．６度になる。導光板の底面に対する平均斜度を１６．６度より小さくするとプリズムシートに対して４０度以上で入射する光の割合が大きくなるため、プリズムによって正面方向に偏向させることが困難になってくる。
　ここで、底面に形成された凹条は、一次光源から離れるに従って凹条の高さが漸次高くなっていてもよい。また、一次光源から離れるに従って形状が漸次異なるように構成してもよい。このような形状が漸次異なる構成とは、例えば、断面が台形状の凹条を備える場合、台形状の上底及び下底の長さが底面に対して台形状の凹条の斜面がなす角を略一定に保った状態のまま漸次異なる場合を包含する。これらの構成によって面内の輝度の均一性を一層高めることができる。
　すなわち、視野角特性に優れる点でＲの範囲としては、好ましくは２０度以上３２．５度以下の範囲内(１１５度≦頂角≦１４０度)、さらに高輝度でかつ視野角特性に優れる点でより好ましくは２２．５度以上３０度以下の範囲内（１２０度≦頂角≦１３５度）で設定される。高さは０．００１ｍｍ～０．１ｍｍの範囲内で設定され、モアレ低減の点で好ましくは０．００２ｍｍ～０．０５ｍｍの範囲内、さらに一次光源近傍の面輝度を均一化するために、より好ましくは０．００２ｍｍ～０．０２ｍｍの範囲内で設定される。
　また底面に備える凹条の断面の形状は一定であるとき光学設計を容易にすることから望ましい。
　また底面に備える凹条の断面の斜辺が直線状である場合、凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度は底面と斜面のなす断面の内角であって通常鋭角である底角の平均値となる。
　いずれの場合にも、導光板の底面の凹条と反射シートを利用して反射、屈折、散乱した光が、出射面から所望する強度で出射されるように底面の構造を制御するためのものであり、これらの調整は互いに組み合わされてまたは他の調整手段と併用されて行われる。
　特に本発明の面光源素子が備える導光板において、底面に備える凹条の断面がＶ字状である場合、Ｖ字状の凹条は入射端面に平行に配列しており、Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を前記範囲にすると、当該導光板の出射面の上にプリズムシートに加えて拡散シートを載せた場合、正面方向の輝度をより高くすることができる。
　以下に導光板の底面に断面がＶ字状の凹条が形成されている場合を一例として、導光板の出射面の上方に配設された、拡散シート及びプリズムシートを透過後、正面方向の輝度が向上する原理を記載する。
　導光板の１つの入射端面がＸ軸に平行に設置され、Ｘ軸方向を水平方向に、Ｙ軸方向を上下方向とする。
　導光板の入射端面から入射した光は、導光板の底面に配置されているＶ字状の凹条にて所定の方向に反射されて出射面から出射したり、Ｖ字状の凹条を透過して一旦導光板の底面から出て、下部に配設されている反射シートで拡散され、再度導光板に入射して出射面から出射したりするが、導光板の上の光学シートを透過後、正面方向に出射する光は前者のＶ字状の凹条にて所定の方向に反射されたものが主たるものである。
　導光板の出射面と底面において、Ｘ－Ｙ平面に平行な面で全反射しながら伝播している光の内、図１０（ａ）に示すように導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の斜面に上（入射角αが正）からＶ字状の凹条に入射する場合と、図１０（ｂ）に示すように下（入射角αが負）からＶ字状の凹条に入射する場合とがある。
　当該面光源素子が備えるプリズムシートを透過後に正面方向に向けるには、導光板の出射面からおおむね２５度から３０度方向に多く出射するのが望ましく、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を本発明において要求される範囲内である当該導光板の底面に対する斜度にした場合、導光板の出射面からおおむね２５度から３０度方向に多く出射するケースは上（入射角αが正）からＶ字状の凹条の斜面に入射する。
　一方、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を本発明において要求される範囲外である当該導光板の底面に対する斜度にした場合、導光板の出射面からおおむね２５度から３０度方向に多く出射するケースは下（入射角αが負）からＶ字状の凹条に入射する。
　図１０に示すようにＶ字状の凹条の斜面に入射する領域ＷをＶ字状の凹条の高さＨで規格化すると式（５）となる。
Ｗ／Ｈ＝sin(Ｒ＋α)／sin(Ｒ)　　　　　　　　　　　　　　　　　（５）
　Ｗ／Ｈが大きい方がより多くの光を導光板の出射面から所望するθ方向に出射できる。上記式（５）よりαが正、すなわち、上からのＶ字状の凹条の斜面に入射する方が、Ｗ／Ｈが大きくなり、より多くの光を所望するθ方向に出射できることがわかる。
　前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を本発明において要求される範囲内である当該導光板の底面に対する斜度を２５度にした場合と、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を本発明において要求される範囲外である当該導光板の底面に対する斜度を４０度にした場合において、導光板の出射面から出射する光の上下方向の角度光度分布を図２（ａ）に示す。前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を２５度にした場合、正面方向への出射が抑制され、３０度以上の高出射角に多く光が出射されている。一方、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を４０度にすると、正面方向への出射が非常に多くなっている。
　また、導光板の出射面の上方に拡散シートを１枚載せた場合において、出射面から出射する光の上下方向の角度光度分布を図２（ｂ）に示す。前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を２５度にした場合、正面方向への出射は抑制されたまま、上下方向３０度をピークとして多く光が出射されているのに対して、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を４０度にした場合、正面方向にピークを持ち、上下方向３０度方向の出射光は低くなっている。
　さらに、前記拡散シートの上に、プリズムシートを載せた場合について、出射面から出射する光の上下方向の角度光度分布を図２（ｃ）に示す。前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を２５度にした場合、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を４０度にした場合比べて、正面方向への出射が高くなっている。図１１（ａ）は前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を２５度にした場合、導光板内を伝播する光の内、前記Ｖ字状の凹条の斜面にて全反射して、導光板の出射面から出射し、拡散シートおよびプリズムシートを透過する主たる光跡を示す。前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を２５度にした場合、導光板の出射面および拡散シートを透過した後も、上下方向３０度をピークに出射するため、プリズムシートを透過後、正面方向に出射できる。一方、図１１（ｂ）は前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を４０度にした場合における主たる光跡を示す。前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を４０度にした場合、導光板の出射面および拡散シートを透過した後、上下方向０度をピークに出射するため、プリズムシートにより導光板方向に戻されるため、正面方向への出射が低くなる。
　従って、前記Ｖ字状の凹条の底面に対する斜度を本発明において要求される範囲内にすると、導光板の出射面の上に設置されている拡散シートを透過した後、正面方向への出射は抑制されたまま、上下方向３０度をピークとして多く光が出射されるため、プリズムシートを透過後、効率よく正面方向へ光が偏向されて、輝度の向上が達成される。
　また、前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、台形状である場合においても、Ｖ字状と同じ原理により暗線が解消できる。
　本発明においては、導光板の出射面に、所定のピッチで形成された凸条が形成されていてもよい。この凸条とは、以下に述べる台形状の凸条を含み、従来の面光源素子で用いられている凸条と実質的に同一乃至は均等なものであってもよい。
　これらの凸条は、断面の凸部が一方向に延びて形成される。これらの凸条の断面形状は、三角形、楔状、その他の多角形、波状、又は半楕円状などの所望の形状であってもよい。
　本発明の面光源素子が備える導光板において、出射面に備える凸条は、断面が台形状の凸条であると、視認方向である正面輝度はより高くなり、かつ視野角特性が広くなる点でより好ましい形態である。
　例えば、図３に示す導光板１の表面では、その一表面１ａには、符号Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを各頂点とする断面が台形状の凸条２と符号Ａ'、Ｂ'、Ｃ'及びＤ'を各頂点とする断面が台形状の凸条２'とが離間して配設されている。
　なお、本発明の面光源素子が備える導光板に係る台形状とは、図面に示すように、厳密な意味での台形状に限定されない。後述する説明により明らかなように、Ｘ－Ｙ平面に平行な高さの異なる平面である上底と下底とを山形に連結する斜面を挟んで連続していれば、例えば、上底又は下底と斜面の連結部が曲面状であってもよい。このような曲面状の連結部を有する台形状は比較的成形が容易なため生産上有利なだけでなく、連結部の破損が起こり難いので好ましい。また上底、下底の少なくとも一部がＸ－Ｙ平面に対して傾きを有していても良く、例えば上底及び又は下底がＸ軸方向を長手方向とする緩やかな波状であることや、微細な凹凸を有することで出光の均一性を高めることが出来る。該傾きの平均はＸ－Ｙ平面に対して角度を有さないことが好ましい。また傾きが１０度以下の部分が全体の５０％以上を占めることが望ましい。
　また複数の上底、下底はそれぞれ互いに同じＸ－Ｙ平面内にあることで、効率良く光を導くことが出来るだけでなく、導光板の重心が安定する、押し出し成形などでの工業的に有利な連続生産が容易になる、などの効果がある。
　次に、このような台形状の機能について、図３を用いて説明する。「上底」、「下底」の用語を用いるが、これは上下方向を意味するのではなく、説明のためである。台形状の平行な対辺のうち、短い辺を「上底」、長い辺を「下底」として説明している。まず、この図３において、直線ＡＤの長さ（凸条２の下底の幅）をＷ１、直線ＢＣの長さ（凸条２の上底２ａの幅）をＷ２、直線ＡＤ'の長さ（凹条３の上底３ａの幅）をＷ３、凸条２の高さ（又は凹条３の深さ）をＨ、直線ＡＤと直線ＡＢ（傾斜面２ｂ）との成す角度をａ１、直線ＡＤと直線ＤＣ（傾斜面２ｃ）との成す角度をａ２、及び直線ＤＤ'の長さをピッチＰとする。ピッチＰは、凸条２の下底の幅（直線ＡＤの長さ）Ｗ１と凹条３の上底３ａの幅Ｗ３の和に等しく、また、凸条２の上底２ａの幅（直線ＢＣの長さ）Ｗ２と凹条３の下底の幅（直線ＢＣ'の長さ）の和に等しい。
　本発明の面光源素子が備える導光板の出射面においては、凸条２の断面形状を台形状にして凸条２に適宜の幅Ｗ２を設けることにより、入射端面から入射した伝播光を導光板の中央へと導く役目を担っている。
　また、本発明の面光源素子が備える導光板の出射面において、凹条３の断面形状を台形状にして凹条３に所望の幅Ｗ３を設けることにより、前述のＷ２と同様に入射端面から入射した光を導光板内部をＹ軸方向に沿って導く役目を担っている。この幅Ｗ２が狭すぎて傾斜面２ｂ、２ｃの寄与が大きくなりすぎると、Ｘ軸方向に伝播している光が当該傾斜面から出射してしまうため、鉛直方向の輝度を高める効果を十分に発揮することが困難となる。また、この幅Ｗ３が狭すぎて傾斜面２ｂ、２ｃの寄与が大きくなりすぎても、鉛直方向の輝度を高める効果を十分に発揮することが困難となる。また、これに対して、幅Ｗ２及び又は幅Ｗ３を傾斜面２ｂ、２ｃに対して相対的に広く設定しすぎると、傾斜面２ｂ、２ｃの寄与が相対的に少なくなり、Ｙ軸方向の伝播光の内、当該傾斜面にて全反射した光の中には、新たにＶ溝斜面にて全反射し、出射面から上下方向におおむね２５度から３０度へ出射する光が新たに生成されるが、この寄与が低下するため、鉛直方向の輝度を高める効果を十分に発揮することが困難となる。
　本発明の面光源素子が備える導光板の出射面において凸条２又は凹条３の形状及び大きさ並びにピッチＰは、導光板１の大きさ、面光源素子の表示性能及び仕様等との関係を考慮して決定される。これにより、導光板の出射面から出射される光の輝度を適度に保ち、かつ、適切な視野角を得ることができる。
　このような凸条２（又は凹条３）の一般的な高さＨは、０．００１～０．１ｍの範囲内から選択され、より好ましい高さＨは０．００５～０．０５ｍｍ、最も好ましい高さＨは０．０１～０．０３ｍｍの範囲内から選択される。また、一般的な傾斜角ａ１及び傾斜角ａ２は、それぞれ１５～７０度の範囲内から選択され、より好ましい傾斜角ａ１及び傾斜角ａ２はそれぞれ１５～６０度の範囲内から選択される。特に視野角特性を重視する場合は１５～３５度、輝度特性を重視する場合は３５～６０度が最も好ましい範囲内として選択される。また、一般的な下底の幅Ｗ１は０．０１～０．５ｍｍの範囲内、より好ましくは０．０１５～０．２７ｍｍの範囲内、最も好ましくは０．０１５～０．１８ｍｍの範囲内から選択される。また、上底の幅Ｗ２は０．００１～０．５ｍｍの範囲内から選択され、より好ましい幅Ｗ２は０．００１～０．１ｍｍの範囲内、最も好ましくは０．００５～０．０５ｍｍの範囲内から選択される。また、一般的な幅Ｗ３は０．０００１～０．５ｍｍの範囲内から選択され、より好ましい幅Ｗ３は０．０００１～０．３ｍｍの範囲内、最も好ましくは０．００１～０．１５ｍｍの範囲内から選択される。
　また、本発明の面光源素子が備える導光板の出射面の好ましい態様においては、導光板１の出射面が幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３とがピッチＰとの関係で、特定の比率を保って形成されている台形状のパターンを有することにより特徴付けられる。すなわち、本発明の面光源素子が備える導光板１の出射面では、これらの凸条２に形成された上底の幅Ｗ２に対する凹条３に形成された上底の幅Ｗ３の比Ｗ３／Ｗ２は、０．０１～２００の範囲内が好ましく、より好ましくは０．０２～１００の範囲内、最も好ましくは０．１～１０の範囲内にある。また、（Ｗ２＋Ｗ３）に対する（Ｐ－Ｗ２－Ｗ３）の比は、０．０４～４００の範囲内が好ましく、より好ましくは０．２～２００の範囲内、最も好ましくは０．３～１５０の範囲内である。
　本発明の面光源素子が備える導光板の出射面においては、Ｗ２に対するＷ３の比をこれらの範囲内に保つことにより、導光板１の出射面から出射される光の輝度を適度に保ち、かつ、適切な視野角を得るための条件設定が容易となる。ここで、Ｗ２に対するＷ３の比が０．１～１０の範囲であると、導光板の出射面の上に配設された光学シートを透過後、正面方向の輝度の向上が図れる。
　また、（Ｗ２＋Ｗ３）に対する（Ｐ－Ｗ２－Ｗ３）の比が、０．３～１５０の範囲であると、導光板の出射面の上に配設された光学シートを透過後、鉛直方向の輝度の低下を抑制しつつ視野角特性を確保することができる。
　次に、このような導光板１を用いた面光源素子の一例について、図１及び図４を参照しつつ説明する。
　これらの面光源素子１０は、アクリル樹脂などの透明樹脂などから形成される平板状の透明構造体である導光板１、この導光板１の一側面に配置された発光ユニット４ａ及び導光板１の下面に配設された反射シート５とから大略構成されている。この導光板１の上面には、光を出射する出射面６が形成され、この出射面６に対向して底面７が形成されている。
　図１は本発明に係る面光源素子の一例の斜視図である。ここで、図１の面光源素子１０では、導光板１の一側面に、発光ユニット４ａが配設され、この側面は入射端面８とされている。１つの入射端面に配置される複数の発光ユニット４ａは一次光源４としてまとめられる。また、この入射端面８に交差する両側面は反射端面８ｂとされ、入射端面８に対向する面は反入射端面８ａとされている。
　また、図４の面光源素子は、導光板の対向する二つの側面に一次光源を配設した本発明の面光源素子の例で大型の液晶画像表示装置を表示させるためのものである。図４（ａ）、（ｂ）は面光源素子の中心点を通過するそれぞれＸ－Ｚ断面図と、Ｙ－Ｚ断面図である。
　出射面６と底面７との両側面に、光源リフレクター１１内に発光ユニット４ａが配設されている。発光ユニット４ａから導光板１内へ入射させる光量を十分に確保するために厚みの厚い導光板１が用いられる。これにより、これらの発光ユニット４ａが配設された両側面は入射端面８とされ、この入射端面８に交差する両側面は反射端面８ｂとされている。また、図４の面光源素子では、出射面６の上方に拡散シート５ａが配設されている。さらに拡散シート５ａの上方には輝度向上機能を有する住友スリーエム製のプリズムシート５ｂを配設している。導光板の上に拡散シートを配設することで、面光源素子の出射光を適度に均一化し画面品位を高めることができる。そして、プリズムシートによって正面方向へ光を偏向させて、正面方向の輝度を高めることができる。
　上記図１及び図４のいずれの面光源素子においても、出射面６には、断面が台形状の凸条２とこの凸条２の台形状とは上下が逆転した台形状の凹条３とが交互に配列されている。これらの凸条２及び凹条３は、上述の図３により説明した表面１ａと実質的に同一であるので詳細な説明は省略する。これにより、この出射面６には、入射端面８と直交する断面が台形状の凸条および凹条が複数配置される。一方、底面７には、断面がＶ字状の凹条９が入射端面８に平行に配列している。このＶ字状の凹条９のピッチを漸次調整することにより、出射面から出射される光の光量分布を調整できる。
　つぎに、このように構成された面光源素子１０について説明する。
　発光ユニット４ａの光は導光板１の入射端面８から導光板１内に入射し、出射面６及び底面７間で全反射を繰り返しつつ縦方向に伝播していく。そして、この光の一部は底面７に形成されたＶ字状の凹条９及び反射シート５により出射面６に向けて導かれ、出射面６に形成された断面が台形状のプリズム（凸条２及び凹条３）により集光され、所望する視野角内に出射される。
　このように、出射面６に断面が台形状のプリズムを形成することにより、出射面６にＶ溝のプリズムを形成する場合に比べて視野角が拡大する。
　また、本発明の画像表示装置は、面光源素子の正面方向に透過型の表示装置を配置することによって構成され、高輝度で、輝度均一性が高いことから明るく、暗線による画像品位を低下させることなく高品位な画像を表示できる。ここで本発明の画像表示装置とは、面光源素子と表示素子を組み合わせた表示モジュール、更には、この表示モジュールを用いた少なくとも画像表示機能を有する機器であり、パソコンモニターやテレビ等を含む。
　以下、実施例により本発明の効果を具体的に説明する。なお、図８に以下の実施例および比較例の一覧を示す。
＜実施例１＞
　出射面側のスタンパ（以下スタンパ１）はステンレス鋼製の鏡面スタンパを使用した。一方、高さ０．００７ｍｍで頂角が１３０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させた底面側のスタンパ（以下スタンパ２）は、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１３０度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成し、この原盤を剥離して作製した。
　これらのスタンパ１及びスタンパ２を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。当該導光板は、出射面が鏡面であり、底面にはＶ字状の凹条が高さ０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２５度であり、Ｖ字状の凹条のピッチは入射端面側０．４３０ｍｍから中央部０．１９６ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させた。
　発光ユニットとしてサンケン電気株式会社製の型番ＳＥＰ０ＨＡ６００５のマルチチップＬＥＤモジュール（発光素子１０個、外寸１３．７ｍｍ、発光長１１．４ｍｍ）を用い、当該発光ユニットを直線上に等間隔（１３．９ｍｍ）で６５個配置させて、一次光源を形成し、当該導光板は底面のＶ字状の凹条がＸ軸に平行になるように配置させ、Ｘ軸に平行となる２つの端面にのみ一次光源を配置させた。この発光ユニットは対向する２つの入射端面に配置されるため、計２×６５＝１３０個用いた。
　また、導光体の出射面上には拡散シート（株式会社ツジデン製：型番Ｄ１２１ＵＺ）を１枚配置し、さらに輝度上昇フィルム（住友スリーエム株式会社製：型番ＢＥＦIII－９０／５０Ｔ－７）をそのプリズムの長辺がＸ軸と平行になるように配置し、さらにその上に拡散シート（恵和株式会社製：型番ＰＢＳ０７２Ｈ）を配置した。
　そして、導光体の底面７及び反射端面８ｂには反射シート５（東レ株式会社製：型番Ｅ６ＳＬ）を配設し、これらの部材を金属フレ－ムに収納させた。
　そして、この上からポリスチレン製の支持枠にて背面の金属フレームを結合させた。このようにして形成した図５に示すバックライト装置において、安定化電源装置から２４Ｖ、５Ａの電流を印加して輝度性能を測定した。輝度測定は輝度計（株式会社トプコン製：ＴＯＰＣＯＮ　ＢＭ－７）を用い、支持枠１２の開口領域の内寸８８５×４９７ｍｍに対して図６に示す位置の９点を測定した。輝度測定による評価は、９点の平均輝度を用いた。この結果、面内平均輝度は８５１９ｃｄ/ｍ２であった。
＜実施例２＞
　清浄なガラスに東京応化工業株式会社製ネガ型フォトレジスト（ＣＡ３０００）を塗布し、１１０℃のホットプレートにて２分間暖めた後に室温まで冷却した。そのガラス基板と所定の間隔でスリットを設けたフォトマスクを密着させ、－３５度から＋３５度まで一定の速度で回転させ、その間にＵＶ光を１４００ｍJ照射した。フォトマスクを剥離後、その基板を現像した。得られた原盤を常法に従って、表面にニッケル導電化膜を成膜し、このニッケル導電化膜に電鋳用金属としてニッケルを電鋳してニッケル電鋳層を形成した。さらに、ニッケル導電化膜から原盤を剥離して、高さ０．０１ｍｍで頂上部分に幅約０．０１ｍｍの平坦部を持つ、傾斜角が５５度の台形状パターンを賦型した出射面側のスタンパ（以下スタンパ３）を作製した。
　高さ０．００７ｍｍで頂角が１３０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させた底面側のスタンパ（以下スタンパ４）は、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１３０度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成し、この原盤を剥離して作製した。
　これらのスタンパ３及びスタンパ４を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。
　得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２５度であり、ピッチは入射端面側０．４４６ｍｍから中央部０．１７９ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させた。当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで輝度測定を実施した。面内平均輝度は９３４８ｃｄ／ｍ２であった。
＜実施例３＞
　高さ０．００７ｍｍで頂角が１２０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させた底面側のスタンパ（以下スタンパ５）は、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１２０度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成し、この原盤を剥離して作製した。
　これらの実施例２で使用したスタンパ３及びスタンパ５を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。当該導光板は、出射面が鏡面であり、底面にはＶ字状の凹条が高さ０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは３０度であり、Ｖ字状の凹条のピッチは入射端面側０．４４６ｍｍから中央部０．１７９ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させた。当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで輝度測定を実施した。面内平均輝度は８９４３ｃｄ／ｍ２であった。
＜実施例４＞
　実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１４０度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００７ｍｍで頂角が１４０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１０を作製した。
　実施例２で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ３とスタンパ１０を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。
　得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２０度である。今回作製したピッチは、入射端面０．４４６ｍｍからから中央部０．１７９ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は９１７５ｃｄ／ｍ２であった。
＜実施例５＞
　実施例１で作製したスタンパ１と同じ作製工程を経て、高さ０．０１ｍｍで頂上部分に幅約０．０１ｍｍの平坦部を持つ、傾斜角が５５度の台形状パターンを賦型した出射面側のスタンパ（以下スタンパ６）を作製した。
　高さ０．００５ｍｍで頂角が１３０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させた底面側のスタンパ（以下スタンパ７）は、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１３０度、高さ０．００５ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成し、この原盤を剥離して作製した。
　これらのスタンパ６及びスタンパ７を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４６インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが１０４０×５９８×４ｍｍであった。
　得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００５ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは３０度であり、ピッチは入射端面側１．０３７ｍｍから中央部０．５８１ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させ、中央部から反入射端面側へは０．６２０ｍｍまで漸次緩やかに増加させた。
　発光ユニットとしてサンケン電気株式会社製の型番ＳＥＰ０ＨＡ６００７のマルチチップＬＥＤモジュール（発光素子２０個、外寸１３．７ｍｍ、発光長１１．４ｍｍ）を用い、当該発光ユニットを直線上に等間隔（１３．９ｍｍ）で７５個配置させて、一次光源を形成し、当該導光板は底面のＶ字状の凹条がＸ軸に平行になるように配置させ、Ｘ軸に平行となる１つの端面にのみ一次光源を配置させた。
　また、導光体の出射面上には拡散シート（株式会社ツジデン製：型番Ｄ１２１ＵＺ）を１枚配置し、さらに輝度上昇フィルム（住友スリーエム株式会社製：型番ＢＥＦIII－９０／５０Ｔ－７）をそのプリズムの長辺がＸ軸と平行になるように配置し、さらにその上に拡散シート（恵和株式会社製：型番ＰＢＳ０７２Ｈ）を配置した。
　そして、導光体の底面７には反射シート５（東レ株式会社製：型番Ｅ６ＳＬ）を配設し、反入光端面８ａには鏡面反射タイプの反射シート（恵和株式会社製：型番レイラーＮＲ３）を配設し、これらの部材を金属フレ－ムに収納させた。
　そして、この上からポリスチレン製の支持枠にて背面の金属フレームを結合させた。
　このようにして形成した図７に示すバックライト装置において、安定化電源装置から２４Ｖ、７Ａの電流を印加して輝度性能を測定した。輝度測定は輝度計（株式会社トプコン製：ＴＯＰＣＯＮ　ＢＭ－７）を用い、図６に示す位置の９点を測定した。面内平均輝度は７９６７ｃｄ／ｍ２であった。
＜実施例６＞
　実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１２５度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００７ｍｍで頂角が１２５度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１３を作製した。
　実施例２で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ３とスタンパ１３を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。
　得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２７．５度である。今回作製したピッチは、入射端面０．４４６ｍｍからから中央部０．１７９ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は９１５０ｃｄ／ｍ２であった。
＜実施例７＞
　実施例５と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１２５度、高さ０．００５ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００５ｍｍで頂角が１２５度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１４を作製した。
　実施例５で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ６とスタンパ１４を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４６インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが１０４０×５９８×４ｍｍであった。
　得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００５ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２７．５度である。今回作製したピッチは入射端面側１．０３７ｍｍから中央部０．５８１ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させ、中央部から反入射端面側へは０．６２０ｍｍまで漸次緩やかに増加させた。当該導光板を実施例５と同様に図７に示すバックライト装置に組み込んで、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は８１３５ｃｄ／ｍ２であった。
＜実施例８＞
　実施例５と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１４０度、高さ０．００５ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００５ｍｍで頂角が１４０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１５を作製した。
　実施例５で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ６とスタンパ１５を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４６インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが１０４０×５９８×４ｍｍであった。
　得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００５ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは２０度である。今回作製したピッチは入射端面側１．０３７ｍｍから中央部０．５８１ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させ、中央部から反入射端面側へは０．６２０ｍｍまで漸次緩やかに増加させた。当該導光板を実施例５と同様に図７に示すバックライト装置に組み込んで、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は８１５４ｃｄ／ｍ２であった。
＜比較例１＞
　この比較例は実施例１に用いた導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の平均斜度Ｒが４０度の場合である。
　実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１００度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００７ｍｍで頂角が１００度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ８を作製した。
　実施例１で使用したスタンパ１とスタンパ８を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。
　当該導光板は、出射面が鏡面であり、底面には断面形状がＶ字状である凹条が導光体の入射端面から配設されるように調整してある。底面のＶ字状である凹条の高さは０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０度である。今回作製したピッチは、入射端面０．４７０ｍｍからから中央部０．１９９ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。
　当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで輝度を測定したところ面内平均輝度は７８７５ｃｄ／ｍ２であった。実施例１の導光板と比較して、面内平均輝度で７．６％低下していた。
＜比較例２＞
　この比較例は実施例２に用いた導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の平均斜度を４０度にした場合である。実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１００度、高さ０．０２０ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．０２０ｍｍで頂角が１００度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ９を作製した。
　実施例２で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ３とスタンパ９を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。
　得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が導光体の入射端面から配設されるように調整してある。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．０２０ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０度である。今回作製したピッチは、入射端面０．９９４ｍｍからから中央部０．３５８ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで、輝度を測定したところ、面内平均輝度は８４５７ｃｄ／ｍ２であり、実施例２の導光板と比較して、面内平均輝度で９．５％低下していた。
＜比較例３＞
　この比較例は実施例２に用いた導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の平均斜度が１５度の場合である。
　実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１５０度、高さ０．００７ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００７ｍｍで頂角が１５０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１１を作製した。
　実施例２で使用した出射面側の断面が台形状の凸条パターンであるスタンパ３とスタンパ１１を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４０インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。導光板の外寸は横×縦×高さが９００×５１１×４ｍｍであった。
　得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは１５度である。今回作製したピッチは、入射端面０．４４６ｍｍからから中央部０．１７９ｍｍまで漸次緩やかに減少させた。
　当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は８６８６ｃｄ／ｍ２であり、実施例２と比較して７％低下した。
＜比較例４＞
　この比較例は実施例５に用いた導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の平均斜度が４０度の場合である。
　実施例１と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１００度、高さ０．００５ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００５ｍｍで頂角が１００度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１２を作製した。
　これらのスタンパ６及びスタンパ１２を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４６インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが１０４０×５９８×４ｍｍであった。
　得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００５ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０度であり、ピッチは入射端面側０．８９７ｍｍから中央部０．５１９ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させ、中央部から反入射端面側へ０．５９７ｍｍまで漸次緩やかに増加させた。
　当該導光板を実施例５と同様に図７に示すバックライト装置に組み込んで輝度を測定したところ面内平均輝度は７４８４ｃｄ／ｍ２であった。実施例５の導光板と比較して、面内平均輝度で６％低下していた。
＜比較例５＞
　この比較例は、ＰＭＭＡ製の平板（板厚４ｍｍ）の底面に印刷ドットを付与して導光板を作製し、実施例１のバックライトに組み込んだ場合である。
　導光板の底面には入光端面から遠ざかるほど密になるように粗密を付けた白色印刷ドットを設け（導光板中央部でドット密度大）、輝度分布を所定の分布にした。
　当該導光板を実施例１と同様に図５に示すバックライト装置に組み込んで輝度を測定したところ面内平均輝度は８０５４ｃｄ／ｍ２であった。実施例２の導光板と比較して、面内平均輝度で１３．８％低下していた。また、実施例３の導光体と比較した場合は、面内平均輝度で１０％低下していた。
＜比較例６＞
　この比較例は、比較例５と同様、ＰＭＭＡ製の（板厚４ｍｍ）の底面に印刷ドットを付与して導光板を作製し、実施例５のバックライトに組み込んだ場合である。当該印刷導光板の底面には入光端面から遠ざかるほど密になるように粗密を付けた白色印刷ドットを設け、輝度分布を所定の分布にした。
　当該導光板を実施例５と同様に図７に示すバックライト装置に組み込んで輝度を測定したところ面内平均輝度は７５６８ｃｄ／ｍ２であった。実施例５の導光板と比較して、面内平均輝度で５％低下していた。
＜比較例７＞
　この比較例は実施例５に用いた導光板の底面に設けられたＶ字状の凹条の平均斜度が１５度の場合である。
　実施例５と同様に、直接金型入れ子にダイヤモンドバイトで頂角１５０度、高さ０．００５ｍｍのＶ字状の凹条を切削加工で作製し、この切削入れ子から直接電鋳を行い、ニッケル電鋳層を形成した。原盤を剥離して、高さ０．００５ｍｍで頂角が１５０度のプリズムパターンを所定の間隔で配列させて賦型した底面側のスタンパ１６を作製した。
　これらのスタンパ６及びスタンパ１６を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて４６インチ液晶テレビ用の微細構造を持つ導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが１０４０×５９８×４ｍｍであった。
　得られた導光板は、断面形状が台形状である凸条が離間して配設された出射面と断面形状がＶ字状である凹条が所定のピッチにて配設された底面とを備えている。この出射面の台形状の凸状は、高さＨが０．０１ｍｍ、天頂部幅Ｗ２が０．０１ｍｍ、底面幅Ｗ１が０．０２４ｍｍであり、底面のＶ字状である凹条の高さは０．００５ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは１５度であり、ピッチは入射端面側１．０３７ｍｍから中央部０．５８１ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させ、中央部から反入射端面側へ０．６２０ｍｍまで漸次緩やかに増加させた。
　当該導光板を実施例５と同様に図７に示すバックライト装置に組み込んで輝度を測定したところ面内平均輝度は７５７２ｃｄ／ｍ２であった。実施例５の導光板と比較して、面内平均輝度で５％低下していた。
＜比較例８＞
　この比較例は実施例２に用いた導光板の出射面上に設けられた光学シートを拡散シート２枚にした場合である。
　実施例１と同様に図５に示すバックライト装置からプリズムシート５ｂを取り除いて、実施例２に用いた導光板の出射面上に拡散シート（株式会社ツジデン製：型番Ｄ１２１ＵＺ）を１枚配置し、さらにその上に拡散シート（恵和株式会社製：型番ＰＢＳ０７２Ｈ）を配置させて、輝度測定を実施したところ、面内平均輝度は７８５２ｃｄ／ｍ２であり、実施例２と比較して１６％低下した。

Claims (10)

  1. 　導光板の側面に一次光源を少なくとも１個配置させたエッジライト方式の面光源素子であって、
    当該導光板は出射面、該出射面に対向する底面、及び少なくとも一側面に設けられた一次光源から出射された光を入射させる入射端面を有し、
    前記導光板の底面側には光を反射する反射手段を備え、
    前記導光板の出射面側には１枚または複数の光学シートを備え、
    Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ－Ｙ平面の法線をＺ軸として、
    前記一次光源はＸ軸に平行に配置しており、
    前記反射手段、前記導光板、光学シートは前記Ｘ－Ｙ平面に平行に配置しており、
    Ｚ軸方向に前記反射手段、前記導光板、光学シートの順に構成されており、
    当該光学シートのうち、少なくとも１枚のプリズムシートを備えており、
    前記導光板の出射面に最も近いプリズムシートの出射面に凸条プリズムを有しており、該凸条プリズムはその長手方向をＸ軸に平行に配置しており、
    　前記導光板の入射端面は前記Ｘ－Ｚ平面に平行であり、前記底面にはＸ軸に平行な複数の凹条からなるパターンが形成されており、該複数の凹条の入射端面側にＸ軸に平行な斜面を有し、
    該斜面の前記導光板の底面に対する斜度Ｒが下記の式を満たすことを特徴とする面光源素子。
    　　Ｒ≦｛π/２－sin－１（０．４２２／ｎＬＧＰ）｝／２
    　　Ｒ≧sin－１（１／ｎＬＧＰ）－sin－１（０.６４３／ｎＬＧＰ）
    　　Ｒ　：前記導光板の底面に対する平均斜度(ラジアン)
    　　ｎＬＧＰ：前記導光板の基材の屈折率
  2. 　前記一次光源が前記導光板の対向する２つの入射端面にそれぞれ配置されており、前記複数の凹条が前記２つの入射端面に対して、それぞれＸ軸に平行な前記斜面を有することを特徴とする請求項１に記載の面光源素子。
  3. 　前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、Ｖ字状であることを特徴とする請求項１または２に記載の面光源素子。
  4. 　前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、台形状であることを特徴とする請求項１または２に記載の面光源素子。
  5. 前記導光板の出射面にＹ軸に平行な複数の凸条からなるパターンが形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の面光源素子。
  6. 　前記導光板の出射面に形成された凸条の断面が、台形状であることを特徴とする請求項５に記載の面光源素子。
  7. 　前記導光板の底面に形成された凹条の断面が、Ｖ字状であり、かつ、前記導光板の出射面にＹ軸に平行な複数の凸条が互いに離間して配置されてなるパターンが形成され、前記凸状の断面が台形状であることを特徴とする請求項１に記載の面光源素子。
  8. 　前記光学シートが、導光板の出射面の上から、拡散シート、プリズムシート、拡散シートの順に設けられたものであることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の面光源素子。
  9. 　前記光学シートが、導光板の出射面の上から、拡散シート、プリズムシート、反射型偏光フィルムの順に設けられたものであることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の面光源素子。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の面光源素子の出射面側に透過型表示素子を備えることを特徴とする画像表示装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012003260A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Ctx Opto Electronics Corp ディスプレイ装置
JP2012028328A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Entire Technology Co Ltd 微小構造を具える導光装置及び該導光装置を有するバックライトモジュール及び液晶ディスプレイ
JP2012164491A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Kuraray Co Ltd 面光源装置及び画像表示装置
JP2012164421A (ja) * 2011-02-03 2012-08-30 Kuraray Co Ltd 面光源素子及びそれを備えた表示装置
JP2012164493A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Kuraray Co Ltd 面光源装置及び画像表示装置
JP2012221920A (ja) * 2011-04-14 2012-11-12 Kuraray Co Ltd 面光源装置及び画像表示装置

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8602628B2 (en) * 2011-12-09 2013-12-10 Skc Haas Display Films Co., Ltd. Light guide plates having a two-dimensional pattern comprising substantially identical micro-lenses
KR101949667B1 (ko) * 2012-04-05 2019-02-19 주식회사 쿠라레 조명 장치
JP3176743U (ja) * 2012-04-10 2012-07-05 株式会社クラレ 車両用ハイマウントストップランプ
CN102927524B (zh) * 2012-10-29 2014-09-17 京东方科技集团股份有限公司 混光件、导光板、背光模组及显示装置
EP3001094A4 (en) * 2013-05-10 2016-11-23 Kuraray Co ILLUMINATION DEVICE
WO2015041452A1 (ko) * 2013-09-17 2015-03-26 코오롱인더스트리 주식회사 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
CN103822139A (zh) * 2014-01-20 2014-05-28 青岛海信电器股份有限公司 一种背光源模组及显示装置
CN104035156B (zh) * 2014-03-27 2016-08-03 深圳市华星光电技术有限公司 一种导光板及侧入式背光模组
TWI582501B (zh) * 2016-01-04 2017-05-11 揚昇照明股份有限公司 光源模組與顯示裝置
EP3414488B1 (en) * 2016-02-09 2023-10-25 Nanocomp Oy Ltd. Light guide with plurality of light channels
EP3457182B1 (en) * 2016-07-08 2020-11-04 Huawei Technologies Co., Ltd. Film applied in display screen, display screen, and terminal
CN110785694B (zh) 2017-05-08 2023-06-23 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于定向显示器的光学叠堆
US20190041050A1 (en) * 2017-08-01 2019-02-07 Technical Consumer Products, Inc. Edge-lit light fixture having capabilities for a secondary service
TW201921060A (zh) 2017-09-15 2019-06-01 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 用於可切換定向顯示器的光學堆疊結構
US11115647B2 (en) 2017-11-06 2021-09-07 Reald Spark, Llc Privacy display apparatus
JP7353007B2 (ja) 2018-01-25 2023-09-29 リアルディー スパーク エルエルシー プライバシー表示用タッチスクリーン
EP3743753A4 (en) 2018-01-25 2021-12-22 RealD Spark, LLC REFLECTIVE OPTICAL STACK FOR PRIVATE SPHERE DISPLAY
US10935714B2 (en) 2018-03-22 2021-03-02 Reald Spark, Llc Optical waveguide for directional backlight
CN108445578A (zh) * 2018-04-02 2018-08-24 京东方科技集团股份有限公司 一种侧入式背光模组、显示模组以及背光调节方法
CN112639591A (zh) 2018-06-29 2021-04-09 瑞尔D斯帕克有限责任公司 隐私显示的稳定化
WO2020018552A1 (en) 2018-07-18 2020-01-23 Reald Spark, Llc Optical stack for switchable directional display
CN113508334A (zh) 2019-01-07 2021-10-15 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于防窥显示器的光学叠堆
CN113646695B (zh) 2019-02-12 2024-05-24 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于防窥显示器的漫射器
WO2020180299A1 (en) 2019-03-05 2020-09-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Frustrum reflector plate
TW202102883A (zh) 2019-07-02 2021-01-16 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 定向顯示設備
US11114063B2 (en) 2019-10-02 2021-09-07 Reald Spark, Llc Privacy display apparatus
CN114846393A (zh) 2019-11-13 2022-08-02 瑞尔D斯帕克有限责任公司 离轴显示装置
EP4073560A4 (en) 2019-12-10 2024-02-21 RealD Spark, LLC REFLECTION CONTROL OF A DISPLAY DEVICE
US11442316B2 (en) 2020-04-30 2022-09-13 Reald Spark, Llc Directional display apparatus
US11237417B2 (en) 2020-04-30 2022-02-01 Reald Spark, Llc Directional display apparatus
EP4143631A4 (en) 2020-04-30 2024-05-29 RealD Spark, LLC DIRECTION INDICATOR
TW202204818A (zh) 2020-07-29 2022-02-01 美商瑞爾Ｄ斯帕克有限責任公司 光瞳照明裝置
CN116209945A (zh) 2020-07-29 2023-06-02 瑞尔D斯帕克有限责任公司 用于可切换定向显示器的背光源
US11892717B2 (en) 2021-09-30 2024-02-06 Reald Spark, Llc Marks for privacy display
US11977286B2 (en) 2022-02-09 2024-05-07 Reald Spark, Llc Observer-tracked privacy display
US11892718B2 (en) 2022-04-07 2024-02-06 Reald Spark, Llc Directional display apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075034A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Sanyo Electric Co Ltd 面光源装置
JP2003203515A (ja) * 2002-01-09 2003-07-18 Sharp Corp 照明装置、照明装置の設計方法、照明装置の製造方法、表示装置および導光体
WO2006013969A1 (ja) * 2004-08-06 2006-02-09 Kuraray Co., Ltd. 導光板、その製造方法、及びそれを備える面光源装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2950219B2 (ja) * 1995-10-13 1999-09-20 オムロン株式会社 面光源装置、当該面光源装置を用いた画像表示装置及び当該面光源装置に用いるプリズムアレイ
US6576887B2 (en) * 2001-08-15 2003-06-10 3M Innovative Properties Company Light guide for use with backlit display
JP4432039B2 (ja) * 2004-04-30 2010-03-17 ミネベア株式会社 面状照明装置
US7726865B2 (en) * 2005-08-12 2010-06-01 Sharp Kabushiki Kaisha Backlight unit and liquid crystal display device
WO2008045681A1 (en) * 2006-10-06 2008-04-17 3M Innovative Properties Company Backlight modules for autostereoscopic 3d display devices and scanning backlights for lcd devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075034A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Sanyo Electric Co Ltd 面光源装置
JP2003203515A (ja) * 2002-01-09 2003-07-18 Sharp Corp 照明装置、照明装置の設計方法、照明装置の製造方法、表示装置および導光体
WO2006013969A1 (ja) * 2004-08-06 2006-02-09 Kuraray Co., Ltd. 導光板、その製造方法、及びそれを備える面光源装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012003260A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Ctx Opto Electronics Corp ディスプレイ装置
US8845167B2 (en) 2010-06-14 2014-09-30 Coretronic Corporation Display device
JP2012028328A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Entire Technology Co Ltd 微小構造を具える導光装置及び該導光装置を有するバックライトモジュール及び液晶ディスプレイ
JP2012164421A (ja) * 2011-02-03 2012-08-30 Kuraray Co Ltd 面光源素子及びそれを備えた表示装置
JP2012164491A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Kuraray Co Ltd 面光源装置及び画像表示装置
JP2012164493A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Kuraray Co Ltd 面光源装置及び画像表示装置
JP2012221920A (ja) * 2011-04-14 2012-11-12 Kuraray Co Ltd 面光源装置及び画像表示装置

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CN102265084A (zh) 2011-11-30
JPWO2010047355A1 (ja) 2012-03-22
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