JP4324006B2

JP4324006B2 - Surface illumination element

Info

Publication number: JP4324006B2
Application number: JP2004126521A
Authority: JP
Inventors: 隆志谷口
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: JP2004273463A

Description

本発明はエッジライト式の面照明装置に好適な面照明素子に関する。 The present invention relates to a surface illumination element suitable for an edge light type surface illumination device.

薄型化の要求される表示装置、例えば液晶表示装置の照明手段としては、近年エッジライト式の面照明装置が多用されている。このようなエッジライト式の面照明装置は、図４に示すように、導光板１２１の光入射面１２１ａに周囲が光反射シート１３２によって囲まれた線状光源１３１を配置し、導光板１２１の光出射面１２１ｂに光拡散シート１２２を積層し、導光板１２１の光反射面１２１ｃに反射シート１２３を配置して構成している。 In recent years, edge light type surface illumination devices have been frequently used as illumination means for display devices that are required to be thin, for example, liquid crystal display devices. As shown in FIG. 4, such an edge-light type surface illumination device includes a linear light source 131 that is surrounded by a light reflecting sheet 132 on the light incident surface 121 a of the light guide plate 121. The light diffusing sheet 122 is laminated on the light emitting surface 121b, and the reflecting sheet 123 is disposed on the light reflecting surface 121c of the light guide plate 121.

ところが、このような照明装置においては、光源１３１の光を導光板１２１によって広範囲に拡散させるため、照明面積が広くなるにしたがって輝度ムラが生じやすく、中でも光源１３１の近傍が明るくなりやすい。とりわけ線状光源１３１に沿って輝線Ｋ（高輝度の部分が連なる線）が発生し、表示の判読が困難になる原因となっていたので、この輝線の発生原因を検討した結果、光源からの直接光が光反射面１２１ｃによって反射される光もその要因であるが、それよりも一度導光板１２１の光出射面１２１ｂの端部付近で主に反射シート１３２によって反射した光が光反射面１２１ｃの所定位置に集中することが主たる要因であることが判った。 However, in such an illuminating device, the light from the light source 131 is diffused over a wide range by the light guide plate 121. Therefore, luminance unevenness tends to occur as the illumination area increases, and in particular, the vicinity of the light source 131 tends to become bright. In particular, bright lines K (lines with high-luminance portions) are generated along the linear light source 131, which makes it difficult to interpret the display. The direct light reflected by the light reflecting surface 121c is also a factor, but the light reflected by the reflecting sheet 132 mainly near the end of the light emitting surface 121b of the light guide plate 121 is light reflecting surface 121c. It has been found that the main factor is to concentrate at a predetermined position.

本願出願人は、この輝線Ｋの発生を防止するため、図５に示すように導光板１２１の表面に線状光源に近接して着色した反射低減部材１０４を帯状に設ける提案を行った（特願平６−１０９８９２号）。
特開平６−２８９３９０ In order to prevent the generation of the bright line K, the applicant of the present application has proposed that the reflection-reducing member 104 colored in the vicinity of the linear light source is provided on the surface of the light guide plate 121 as shown in FIG. Application No. 6-109982.
JP-A-6-289390

しかしながら、帯状に設けた反射低減部材の色合いが薄いと、輝線を低減する効果が少なく、一方、色合いを黒くすると輝線を低減することができる反面、反射低減部材の有無の境界がはっきりし、反射低減部材にそって黒っぽい帯状の線が現れて表示品位を低下させてしまうことが判った。 However, if the color of the reflection reducing member provided in the belt shape is thin, the effect of reducing the bright line is small. On the other hand, if the color is black, the bright line can be reduced, but the boundary of the presence or absence of the reflection reducing member is clear and reflected. It has been found that a black belt-like line appears along the reduction member, thereby degrading the display quality.

そこで本発明は、輝度ムラが少なく表示品位を高めることができる面照明装置に好適な面照明素子を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a surface illumination element suitable for a surface illumination device that can improve display quality with little luminance unevenness.

本発明の面照明素子は、線状光源と、光入射面が線状光源に近接配置される導光体と、前記線状光源の周囲を囲む光反射性部材と、前記導光体の光出射面に配置される光拡散シートと、を備えた面照明素子において、前記光反射性部材の端部は、前記導光体の光出射面側に接して固定しており、前記光拡散シートの前記導光体に接する面側に、前記光入射面から遠ざかるにしたがって光吸収率が徐々に低下する光吸収パターンを有する輝線抑制のための光吸収層を、前記光入射面に近接して形成したことを特徴とする。

The surface illumination element of the present invention includes a linear light source, a light guide having a light incident surface disposed close to the linear light source, a light reflecting member surrounding the linear light source, and light of the light guide. A light diffusing sheet disposed on the light emitting surface, wherein an end of the light reflecting member is fixed in contact with the light emitting surface side of the light guide, and the light diffusing sheet. A light absorption layer for suppressing emission lines having a light absorption pattern in which the light absorption rate gradually decreases as the distance from the light incident surface is closer to the surface in contact with the light guide, close to the light incident surface. It is formed.

本発明は、光拡散シートの導光体に接する面に、光入射面から遠ざかるにしたがって光吸収率が徐々に低下する光吸収パターンを有する光吸収層を設けたので、導光体に固定した光反射性部材の端部から反射した光が原因で生じる輝線の発生を抑制し、輝度ムラを低減するとともに、光吸収層の境界線を不鮮明にして表示品位を高めることができる。 In the present invention, since the light absorption layer having the light absorption pattern in which the light absorption rate gradually decreases as the distance from the light incident surface is provided on the surface of the light diffusion sheet that contacts the light guide, the light diffusion sheet is fixed to the light guide. Generation of bright lines caused by light reflected from the end of the light reflecting member can be suppressed, luminance unevenness can be reduced, and the boundary line of the light absorption layer can be made unclear to improve display quality.

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。面照明装置１は、面照明素子２と、光源３と、これらを一体化する枠体（図示せず）によって主構成され、例えば液晶表示装置等の表示装置の裏面に配置される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The surface illumination device 1 is mainly configured by a surface illumination element 2, a light source 3, and a frame body (not shown) that integrates them, and is disposed on the back surface of a display device such as a liquid crystal display device.

面照明素子２は、アクリル樹脂などの透明で薄肉（厚さ１〜４ｍｍ程度）の樹脂平板製の導光体２１と、この導光体２１の表面に積層された光拡散体２２と、導光体２１の裏面に積層された光反射体２３とを有する。 The surface illumination element 2 includes a light guide 21 made of a transparent and thin resin plate (thickness of about 1 to 4 mm) such as an acrylic resin, a light diffuser 22 laminated on the surface of the light guide 21, And a light reflector 23 laminated on the back surface of the light body 21.

前記導光体２１は、前記光源３と対向する側面を光入射面２１ａとし、この光入射面２１ａとほぼ直角に交わる表面を光出射面２１ｂとし、この光出射面２１ｂと対向する裏面を光反射面２１ｃとしている。導光体２１は、１枚しか示していないが、積層された透光性を有する複数枚の平板を重ねて構成してもよく、また、光反射面２１ｃを構成する裏面には、斑点状塗装や凸凹が設けられ光散乱均一化が計られていればより好ましい。 The light guide 21 has a light incident surface 21a as a side surface facing the light source 3, a light exit surface 21b as a surface that intersects the light incident surface 21a at a substantially right angle, and a back surface that faces the light exit surface 21b as light. The reflecting surface 21c is used. Although only one light guide 21 is shown, it may be formed by stacking a plurality of laminated light-transmitting flat plates, and the back surface constituting the light reflecting surface 21c has a spot-like shape. It is more preferable if coating or unevenness is provided to achieve uniform light scattering.

前記光拡散体２２は、導光体２１のほぼ全表面を覆う厚さが０．１ｍｍ程度の光拡散シート２２ａで構成され、光拡散性を高めるためにより好ましくは、その上に複数枚のプリズムレンズシ−ト２２ｂを積層して構成してもよい。 The light diffusing body 22 is composed of a light diffusing sheet 22a having a thickness of about 0.1 mm covering almost the entire surface of the light guide 21, and more preferably a plurality of prisms on the light diffusing sheet 22a. The lens sheet 22b may be laminated.

前記光反射体２３は、白色系のシートや、薄いアルミニウムシート等の反射シートで構成され、光拡散、上方指向性効果を高めるために、導光体２１との間に極わずかな空気層を有して導光体の端部に固定される。 The light reflector 23 is made of a white sheet or a reflective sheet such as a thin aluminum sheet. In order to enhance the light diffusion and upward directivity effect, an extremely slight air layer is formed between the light reflector 21 and the light guide 21. And is fixed to the end of the light guide.

前記光源３は、光入射面２１ａと平行に配置される螢光管や冷陰極管で構成された線状光源３１と、この線状光源３１の周囲を非接触で囲む半円筒状の銀蒸着もしくはアルミ箔製の反射シート３２を備える。そして反射シート３２は、その両端を導光体２１に接着もしくは押圧して固定される。 The light source 3 includes a linear light source 31 composed of a fluorescent tube or a cold cathode tube arranged in parallel with the light incident surface 21a, and a semi-cylindrical silver deposition surrounding the linear light source 31 in a non-contact manner. Alternatively, a reflective sheet 32 made of aluminum foil is provided. The reflection sheet 32 is fixed by adhering or pressing both ends thereof to the light guide 21.

導光体２１の光出射面２１ｂと光反射面２１ｃの一方、もしくは両方には、光源３１に近接して輝線を抑制するための光吸収層４を形成している。この光吸収層４は、黒色ないしそれに類する光吸収が容易な色（より好ましくは光源３の光吸収が容易な色）を有する所定パターンを、その領域ないし面積が、一辺から対向辺に向かう（光入射面から遠ざかる）にしたがって徐々に減少する光吸収用のパターン４１を印刷等によって形成して構成される。このパターン４１は、光吸収率が光入射面から遠ざかるにしたがって徐々に減少するように、例えば図２（ａ）に示すようなドットパターン、同図（ｂ）に示すようなグラデ−ションパターン、同図（ｃ）に示すような白丸抜きパターン等を用いて形成されるが、着色面積が徐々に減少する他のパターンを採用することもできる。 A light absorption layer 4 is formed on one or both of the light emitting surface 21 b and the light reflecting surface 21 c of the light guide 21 so as to be close to the light source 31 and suppress the bright line. The light absorption layer 4 has a predetermined pattern having a black color or a color that can easily absorb light (more preferably, a color that facilitates light absorption of the light source 3) in a region or area from one side to the opposite side ( A light absorption pattern 41 that gradually decreases as the distance from the light incident surface increases) is formed by printing or the like. The pattern 41 has, for example, a dot pattern as shown in FIG. 2 (a), a gradient pattern as shown in FIG. 2 (b) so that the light absorption rate gradually decreases as the distance from the light incident surface increases. Although it is formed using a white circle pattern or the like as shown in FIG. 4C, other patterns in which the coloring area gradually decreases can also be adopted.

この光吸収層４は、光吸収用のパターン４１を導光体２１の光出射面２１ｂや光反射面２１ｃに直接印刷等を行って配置してもよいし、拡散シート２２ａや反射シート２３に印刷等を行ったものを導光体２１の光出射面２１ｂや光反射面２１ｃに当接して配置してもよい。このような光吸収層４は、導光体２１の光出射面２１ｂや光反射面２１ｃの全面に形成する必要はなく、導光体２１の厚み、線状光源３１の大きさや導光体２１との間隔等を考慮し、光入射面２１ａに近接した所定の範囲に形成すれば良い。 The light absorbing layer 4 may be arranged by printing the light absorbing pattern 41 directly on the light emitting surface 21b or the light reflecting surface 21c of the light guide 21 or on the diffusion sheet 22a or the reflecting sheet 23. What has been printed or the like may be disposed in contact with the light emitting surface 21 b or the light reflecting surface 21 c of the light guide 21. Such a light absorption layer 4 does not need to be formed on the entire surface of the light emitting surface 21b and the light reflecting surface 21c of the light guide 21, and the thickness of the light guide 21, the size of the linear light source 31, and the light guide 21. In consideration of the distance between the light incident surface 21a and the like, the light incident surface 21a may be formed in a predetermined range.

そして、光吸収用のパターン４１を導光体２１の光入射面２１ａに近接した光出射面２１ｂや光反射面２１ｃに直接形成すれば、導光体２１に固定された反射シート３２の端を光吸収用のパターン４１で覆うことができ、反射シート３２の端による光反射を有効に防止して輝線発生を抑えることができる。 If the light absorption pattern 41 is directly formed on the light emitting surface 21b or the light reflecting surface 21c adjacent to the light incident surface 21a of the light guide 21, the end of the reflection sheet 32 fixed to the light guide 21 is formed. It can be covered with the light absorption pattern 41, and light reflection by the end of the reflection sheet 32 can be effectively prevented to suppress generation of bright lines.

また、光吸収用のパターン４１を拡散シート２２ａや反射シート２３に形成し、導光体２１の光入射面２１ａに近接して光出射面２１ｂや光反射面２１ｃに重ねて配置する構成とすれば、拡散シート２２ａや反射シート２３は、導光体２１に比べて薄く、またフレキシビリティがあるので、印刷処理や取扱が容易となり、組立て作業性を良好にすることができる。 In addition, the light absorption pattern 41 is formed on the diffusion sheet 22a or the reflection sheet 23, and is disposed adjacent to the light incident surface 21a of the light guide 21 so as to overlap the light emission surface 21b or the light reflection surface 21c. For example, the diffusion sheet 22a and the reflection sheet 23 are thinner than the light guide 21 and have flexibility, so that the printing process and handling are facilitated, and the assembly workability can be improved.

このように光吸収層４を配置した結果、表面輝度は図３に（ａ）で示すようになり、同図（ｂ）に示すように何も施さない場合、同図（ｃ）に示すように黒ベタ印刷を施した従来のものに比べて、光入射面付近の輝度を平坦化することができた。 As a result of arranging the light absorbing layer 4 in this way, the surface luminance is as shown in FIG. 3A, and when nothing is applied as shown in FIG. 3B, as shown in FIG. The brightness near the light incident surface could be flattened as compared with the conventional one in which black solid printing was applied.

尚、上記実施例は輝線の発生を光吸収層４を配置して防止する場合を例示したが、他の実施例として光吸収層４に替えて幅の狭い光拡散シートを用いても同様の効果を奏することができる。この光拡散シートは、入射光をランダムな方向に拡散する光学的な機能を有する素材で構成され、光源３に近接した導光体２１の上下面、好ましくは導光体２１と光反射体２３の間の所定範囲、例えば図５に示す反射低減部材１０４と同等な範囲に配置される。従来、アクリル樹脂製の導光体２１の光出射面２１ｃと成す角度が臨界角４２度以上の光は導光体２１の外へ出て光反射体２３で反射して輝線の原因となっていたが、光拡散シートを配置したことによりこの光をランダムに拡散して輝線の発生を防止することができる。 In addition, although the said Example illustrated the case where the generation | occurrence | production of a bright line is prevented and arrange | positioning the light absorption layer 4, it replaces with the light absorption layer 4 as another Example, and is the same even if it uses a narrow light-diffusion sheet. There is an effect. The light diffusing sheet is made of a material having an optical function of diffusing incident light in a random direction, and the upper and lower surfaces of the light guide 21 close to the light source 3, preferably the light guide 21 and the light reflector 23. Is disposed within a predetermined range, for example, a range equivalent to the reflection reducing member 104 shown in FIG. Conventionally, light having a critical angle of 42 degrees or more with respect to the light emitting surface 21c of the light guide 21 made of acrylic resin goes out of the light guide 21 and is reflected by the light reflector 23 to cause bright lines. However, by arranging the light diffusing sheet, this light can be randomly diffused to prevent generation of bright lines.

本発明の一実施例を示す側面図である。It is a side view which shows one Example of this invention. （ａ）〜（ｃ）は同実施例の光吸収用パターン例を示す説明図である。(A)-(c) is explanatory drawing which shows the example of a pattern for light absorption of the Example. 同実施例の輝度特性図である。It is a brightness | luminance characteristic view of the Example. 従来例を示す側面図である。It is a side view which shows a prior art example. 従来の光吸収用パターン例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the pattern for the conventional light absorption.

符号の説明Explanation of symbols

２面照明素子
２１導光体
２１ａ光入射面
２１ｂ光出射面
２１ｃ光反射面
２２光拡散体
２３光反射体
３光源
３１線状光源
３２反射シート
４光吸収層
４１光吸収用パターン
2 surface illumination element 21 light guide 21a light incident surface 21b light exit surface 21c light reflection surface 22 light diffuser 23 light reflector 3 light source 31 linear light source 32 reflection sheet 4 light absorption layer 41 pattern for light absorption

Claims

線状光源と、
光入射面が線状光源に近接配置される導光体と、
前記線状光源の周囲を囲む光反射性部材と、
前記導光体の光出射面に配置される光拡散シートと、
を備えた面照明素子において、
前記光反射性部材の端部は、前記導光体の光出射面側に接して固定しており、
前記光拡散シートの前記導光体に接する面側に、前記光入射面から遠ざかるにしたがって光吸収率が徐々に低下する光吸収パターンを有する輝線抑制のための光吸収層を、前記光入射面に近接して形成したことを特徴とする面照明素子。 A linear light source;
A light guide whose light incident surface is arranged close to the linear light source;
A light reflecting member surrounding the linear light source ;
A light diffusion sheet disposed on the light exit surface of the light guide;
In a surface illumination element comprising:
The end of the light reflecting member is fixed in contact with the light emitting surface side of the light guide,
On the surface side of the light diffusion sheet in contact with the light guide, a light absorption layer for suppressing emission lines having a light absorption pattern in which the light absorption rate gradually decreases as the distance from the light incident surface increases. A surface illumination element formed near the surface.